DE3933308A1 - HIGH RESOLUTION SCAN AND REPEAT PROJECTION LITHOGRAPHY SYSTEM - Google Patents

HIGH RESOLUTION SCAN AND REPEAT PROJECTION LITHOGRAPHY SYSTEM

Info

Publication number
DE3933308A1
DE3933308A1 DE3933308A DE3933308A DE3933308A1 DE 3933308 A1 DE3933308 A1 DE 3933308A1 DE 3933308 A DE3933308 A DE 3933308A DE 3933308 A DE3933308 A DE 3933308A DE 3933308 A1 DE3933308 A1 DE 3933308A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
scanning
mask
scan
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE3933308A
Other languages
German (de)
Inventor
Kantilal Jain
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22961432&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE3933308(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE3933308A1 publication Critical patent/DE3933308A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70475Stitching, i.e. connecting image fields to produce a device field, the field occupied by a device such as a memory chip, processor chip, CCD, flat panel display

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Lithographiesystemen zur Abbildung von Mustern, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Lithographieverfahren und eine -vorrichtung, welche ein Abtast- und Wiederholungssystem haben, welches sich dadurch auszeichnet, daß durch benach­ barte Abtastungen komplementäre Randausleuchtungen zur Erzeugung von genauen Bildern mit hohem Musterauflösungs­ vermögen von einer Maske auf einem Substrat mit einer hohen Geschwindigkeit und über ein Bildfeld hinweg erzeugt werden, das wesentlich größer als die maximale Bildfeld­ größe der Abbildungsoptik ist.The invention is concerned with lithography systems for Illustration of patterns, and in particular the Invention on a lithography process and -device which is a scan and repeat system have, which is characterized in that by cont beard scans complementary edge illuminations for Generate accurate images with high pattern resolution fortune from a mask on a substrate with a generated at high speed and across an image field be that much larger than the maximum image field size of the imaging optics is.

Lithographiesysteme werden umfassend bei der Herstellung von integrierten Schaltungschips und elektronischen Schaltungsplatten eingesetzt. Derartige Systeme umfassen in typischer Weise eine primäre Belichtungsquelle, wie eine Lampe mit einer hohen Leuchtstärke oder einen Laser oder eine Quelle mit einer anderen Strahlung, Masken- und Substratpositioniereinrichtungen, ein Projektionssystem, um das auf der Maske vorhandene Muster auszuleuchten und auf dem Substrat abzubilden, und eine Steuereinrichtung. Insbesondere ist beabsichtigt, eine Wafer, die mit einer Schicht aus einem strahlungsempfindlichen Material versehen ist, auszuleuchten oder zu belichten, um das ge­ wünschte Schaltungsmuster zu erzeugen, das später metal­ lisiert oder auf eine andere Art und Weise während des weiteren Verarbeitungsvorganges aktiviert wird. Die Aus­ leuchtung kann mittels ultraviolettem Licht oder sicht­ barem Licht oder einer anderen Strahlung, wie Röntgen­ strahlung oder Elektronenstrahlung, erfolgen. Es sollen die Zielbereiche selektiv derart ausgeleuchtet werden, um ein spezielles Muster zu aktivieren. Integrierte Schal­ tungschips werden in typischer Weise vielen Ausleuchtungs­ schritten und physikalischen Behandlungsschritten während der Herstellung unterzogen.Lithography systems become extensive in manufacturing of integrated circuit chips and electronic Circuit boards used. Such systems include typically a primary exposure source, such as a lamp with a high luminosity or a laser or a source with a different radiation, mask and Substrate positioning devices, a projection system,  to illuminate the pattern on the mask and image on the substrate, and a control device. In particular, it is intended to use a wafer with a Layer of a radiation sensitive material is provided to illuminate or expose to the ge wanted to create circuit patterns that later became metal or otherwise during the further processing is activated. The out lighting can be by means of ultraviolet light or visibility light or other radiation, such as X-rays radiation or electron radiation. It should the target areas are selectively illuminated in such a way as to to activate a special pattern. Integrated scarf Tungsten chips are typically used for many illuminations steps and physical treatment steps during subjected to manufacture.

Da in zunehmendem Maße der Bedarf an Chips mit immer größerem Speicher- und Verarbeitungsvermögen zunimmt, wer­ den die einzelnen Bits auf den Chips hinsichtlich ihrer Abmessungen immer kleiner. Hierdurch wird es erforderlich, daß die lithographische Anlage, die zur Abbildung dieser Muster eingesetzt wird, ein immer höheres Auflösungsver­ mögen haben sollte. Zugleich machen die größeren physika­ lischen Abmessungen der Chips es erforderlich, daß man eine höhere Auflösung über einem größeren Bildfeld erzielt.As the need for chips increasingly increases greater memory and processing capacity increases who the individual bits on the chips with regard to their Dimensions getting smaller. This makes it necessary that the lithographic system used to image this Pattern is used, an ever higher resolution should have liked. At the same time, the larger physika The dimensions of the chips require that one a higher resolution over a larger image field achieved.

Ein Vorschlag im Stand der Technik zur Erzielung eines hohen Auflösungsvermögens besteht darin, optische Abbil­ dungsverkleinerungssysteme einzusetzen, bei denen das Muster auf der Maske um einen Faktor von 5 bis 10 ver­ kleinert wird, wenn es auf der Wafer reproduziert wird. Da ein derartiges Verkleinerungssystem fähig ist, ein hohes Auflösungsvermögen nur über einem begrenzten Bildfeld bereitzustellen, wird der Belichtungsbereich auf eine Chipgröße begrenzt, etwa einer Fläche von 1 cm2. Die ge­ samte Wafer wird dadurch bearbeitet, daß ein Chip belich­ tet wird, in einem Schritt zu dem nächsten Chip weiter­ geschaltet wird und die Verarbeitung bzw. Bearbeitung wiederholt wird. Bei diesen üblichen Anlagen, die als Schritt- oder Wiederholungssystem bekannt sind, ist das Grenzleistungsvermögen durch die Verkleinerungsprojek­ tionslinsenanordnung bestimmt, die in typischer Weise eine Vielzahl von einzelnen Linsenelementen umfaßt. Da die An­ forderungen an die Auflösung steigen, wird die Auslegung dieser Linsen immer komplizierter. Wenn ferner eine Linse für ein höheres Auflösungsvermögen ausgelegt ist, nimmt in typischer Weise ihre Bildfeldgröße ab. Eine Linse sowohl mit einem höheren Auflösungsvermögen als auch mit einer größeren Bildfeldgröße auszulegen und bereitzustellen, ist eine äußerst schwierige Aufgabe.One prior art proposal to achieve high resolution is to use optical imaging reduction systems in which the pattern on the mask is reduced by a factor of 5 to 10 when reproduced on the wafer. Since such a reduction system is capable of providing a high resolution only over a limited image field, the exposure area is limited to a chip size, for example an area of 1 cm 2 . The entire wafer is processed by exposing one chip, switching to the next chip in one step and repeating the processing. In these conventional systems, known as stepping or repetition systems, the marginal performance is determined by the miniaturization projecting lens assembly, which typically includes a plurality of individual lens elements. As the requirements for resolution increase, the design of these lenses is becoming more and more complicated. Furthermore, when a lens is designed for higher resolution, its field size typically decreases. Designing and providing a lens with both a higher resolution and a larger image field size is an extremely difficult task.

Ein weiterer Vorschlag im Stand der Technik besteht darin, ein Abbildungssystem mit einem 1:1-Vergrößerungsverhältnis einzusetzen, bei dem die Wafer durch einen langen und schmalen, gekrümmten Schlitz belichtet wird und bei dem die Abbildung über die gesamte Wafer dadurch erfolgt, daß die gesamte Wafer einmal über diesen langen und schmalen Schlitz abgetastet wird. Obgleich derartige Systeme die Fähigkeit hatten, große Chips zu belichten, sind sie hin­ sichtlich ihrem Auflösungsvermögen infolge ihrer kleinen numerischen Apertur begrenzt. Da ferner Vorrichtungsauf­ lösungsforderungen nunmehr in den Bereich unter µm zu­ rückgehen und sich beispielsweise insbesondere auf 0,5 µm und weniger belaufen, haben diese Abtastsysteme zusätzlich Schwierigkeiten dahingehend, daß Masken mit demselben hohen Auflösungsvermögen wie die herzustellenden Erzeug­ nisse erforderlich sind. Daher haben diese Systeme keinen großen Eingang bei der Herstellung von integrierten Schal­ tungschips mit Abmessungen unter 1 µm gefunden. Another proposal in the prior art is an imaging system with a 1: 1 magnification ratio use, in which the wafers through a long and narrow, curved slit is exposed and in which the imaging over the entire wafer takes place in that the entire wafer once over this long and narrow Slot is scanned. Although such systems the Had the ability to expose large chips, they are gone visibly their resolving power due to their small size limited numerical aperture. Furthermore, since device on solution demands now in the range below µm decrease and, for example, in particular to 0.5 µm and less, these scanning systems have additional Difficulties in having masks with the same high resolution like the products to be produced nisse are required. Therefore, these systems have none large entrance in the manufacture of integrated scarf tung chips with dimensions below 1 µm found.  

Ferner gibt es zur Erzielung eines großen Bildfeldes die Möglichkeit, ein Abbildungssystem einzusetzen, das als Wynne-Dyson-Auslegung bekannt ist und das ein Vergröße­ rungsverhältnis von 1:1 hat. Obgleich diese Systeme große Chips belichten können, da sich ihr Vergrößerungsverhält­ nis auf 1:1 beläuft, sind sie mit den vorstehend genannten Nachteilen behaftet, wobei insbesondere ihr Auflösungs­ vermögen stark eingeschränkt ist, was darauf zurückzuführen ist, daß die Anforderungen an die Maske zu immer größeren Schwierigkeiten führen.There are also the to achieve a large image field Possibility to use an imaging system that as Wynne-Dyson interpretation is known and this is an enlargement ratio of 1: 1. Although these systems are great Chips can expose because their enlargement ratio nis 1: 1, they are with the above Disadvantages, especially their resolution assets is severely limited, what is on it is due to the fact that the requirements for the mask too lead to ever greater difficulties.

Auf dem Gebiet der Lithographie gibt es Vorschläge, eine Elektronenstrahlausleuchtung einzusetzen, bei der entwe­ der ein fokussierter Elektronenstrahl mit einem Bit-um- Bit-seriellen Schreibverfahren oder eine Schattenprojek­ tion durch 1:1 Matrizenmaske einzusetzen. Diese Systeme haben jeweils die Nachteile einer niedrigen Belichtungs­ geschwindigkeit, und es sind komplizierte und schwierige Maskentechnologien anzuwenden. Übliche Röntgenstrahl- Lithographiesysteme setzen in ähnlicher Weise das Schat­ tendrucken durch 1:1 Membranmasken ein, und diese haben daher entsprechend den vorstehenden Ausführungen selten Nachteile im Hinblick auf das 1:1-Muster und die Schwie­ rigkeiten im Hinblick auf die Anforderungen der Masken­ herstellung.There are proposals in the field of lithography, one To use electron beam illumination in which either which is a focused electron beam with a bit-around Bit serial write method or a shadow project tion through 1: 1 matrix mask. These systems each have the disadvantages of low exposure speed, and it's complicated and difficult Apply mask technologies. Usual x-ray Lithography systems similarly set the tone print through 1: 1 membrane masks, and have them therefore rarely according to the above Disadvantages with regard to the 1: 1 pattern and the difficulty with regard to the requirements of the masks manufacturing.

Unter Berücksichtigung der Beschränkungen bei den vorste­ hend erörterten üblichen Systemen besteht ein großes Bedürfnis, ein lithographisches System bereitzustellen, welches ein höheres Auflösungsvermögen, hohe Belichtungs­ geschwindigkeiten und eine stark erweiterte Feldgröße bereitstellt.Taking into account the restrictions on the previous There is a great deal in common systems discussed Need to provide a lithographic system which has a higher resolution, high exposure speeds and a greatly expanded field size provides.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein Lithographiesystem be­ reitzustellen, das sowohl ein hohes Auflösungsvermögen als auch eine große effektive Bildfeldgröße sowie eine große Durchsatzmenge bei der Herstellung ermöglicht, um genaue Bilder mit einer hochauflösenden Maske auf einem Substrat, wie einer Halbleiterwafer, zu erzeugen.The invention aims to be a lithography system to sit, which is both a high resolution also a large effective field size as well as a large one  Throughput in manufacturing allows to get accurate Images with a high-resolution mask on a substrate, like a semiconductor wafer.

Nach der Erfindung ist hierzu eine Einrichtung angegeben, die mit "Abtast- und Wiederhol-" Einrichtungen bezeichnet wird, um ein Bild der Maske über einem gewissen Feld zu erzeugen, dann zugleich das Substrat und die Maske über das vorstehend genannte Feld hinweg abzutasten, dann das Substrat in Querrichtung derart zu bewegen, daß man einen neuen Abtastbereich belichtet bzw. freilegt und dann die Abtastung mehrmals wiederholt wird, um das gesamte Sub­ strat zu belichten.According to the invention, a device is specified for this purpose, which are referred to as "scan and repeat" devices is going to take an image of the mask over a certain field generate, then over the substrate and the mask at the same time to scan the above field, then the To move the substrate in the transverse direction so that one exposed or exposed new scanning area and then the Sampling is repeated several times to cover the entire sub to expose strat.

Gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung wird ein hexagonales Bildfeld bereitgestellt, und die Abtastung erfolgt über dieses hexagonale Feld.According to a further feature according to the invention, a hexagonal image field provided, and the scan takes place via this hexagonal field.

Gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung werden komplementäre Belichtungen in einem überlappenden Bereich zwischen benachbarten Abtastungen derart vorgesehen, daß eine Randcharakteristik eines unterschiedlich belichteten Substratbereiches zwischen den Abtastungen vollständig fehlt und daß die Ausleuchtungsbelichtungsdosis über dem gesamten Substrat gleichmäßig ist.According to another feature of the invention complementary exposures in an overlapping area provided between adjacent scans such that an edge characteristic of a differently exposed Substrate area between the scans completely is missing and that the illumination exposure dose over the entire substrate is even.

Gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung wird eine Einrichtung zum periodischen Rücksetzen der Maske derart angegeben, daß die Maske eine Vielzahl von Chipfeldern enthalten kann und dennoch keine unvertretbaren großen Abmessungen hat.According to a further feature according to the invention, a Means for periodically resetting the mask indicated that the mask a variety of chip fields can contain and yet no unacceptable large Has dimensions.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Rück­ führungssteuereinrichtung zum inkrementellen Abtasten des Substrats mit einer konstanten Belichtungsdosis und mit einer genauen Positionssteuerung vorgesehen, um das häufige, nochmalige Wiederausrichten des Substrats zu der Maske in den gewünschten Intervallen in starkem Maße zu erleichtern.According to another feature of the invention is a back guidance control device for incremental scanning of the Substrate with a constant exposure dose and with a precise position control is provided to the  frequent, repeated realignment of the substrate to the Mask to a large extent at the desired intervals facilitate.

Einer der Vorteile der Erfindung ist darin zu sehen, daß man eine hohe Geschwindigkeit in Verbindung mit dem Ver­ mögen erzielen kann, ein hohes Auflösungsvermögen über einem Bildfeld zu erreichen, das beträchlich größer als die unverzerrte Feldgröße der optischen Abbildungsein­ richtung ist, so daß man eine Herstellung von integrierten Schaltungschips mit beträchtlich größeren Abmessungen und einer höheren Durchsatzmenge ermöglichen kann.One of the advantages of the invention is that high speed in connection with the Ver may achieve a high resolution over to achieve an image field that is considerably larger than the undistorted field size of the optical image direction is so that you can manufacture integrated Circuit chips with considerably larger dimensions and can enable a higher throughput.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beige­ fügte Zeichnung. Darin zeigt:Further details, features and advantages of the invention emerge from the description below of before preferred embodiments with reference to the beige added drawing. It shows:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Abtast- und Wiederholungs-Lithographiesystems zur Verdeutlichung eines Ausleuchtsystems, einer Maske, die auf einem Maskenträger enthalten ist, einer Projektionslinsenan­ ordnung, eines Substrats, das mittels eines Substratträgers gehalten ist, und eines Steuersystems,Regulatory Fig. 1 is a schematic view of a sample-and-repeat lithography system for illustrating an illumination system, a mask which is contained on a mask support, a Projektionslinsenan, a substrate is held by means of a substrate carrier, and a control system,

Fig. 2 ein Diagramm zur Verdeutlichung der effektiven kreisförmigen und quadratischen Bildfeldgrößen der Projektionslinse, des hexagonalen Ausleuchtbereichs auf dem Substrat und der effektiven Abtastbreite, Fig. 2 is a diagram showing the effective circular and square image field size of the projection lens, the hexagonal illumination region on the substrate and the effective scanning width,

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Verdeutli­ chung der Abtast- und Wiederholungsein­ richtung, wobei zwei benachbarte Abtastun­ gen und eine komplementäre Belichtung in dem überlappenden Bereich zwischen den beiden hexagonalen Ausleuchtbereichen ge­ zeigt sind, wodurch man den randlosen Be­ lichtungsübergang zwischen den beiden Abtastungen erzeugt, Fig. 3 is a schematic view for Verdeutli monitoring the sample and Wiederholungsein direction, wherein two adjacent Abtastun gene and complementary exposure in the overlapping area between the two hexagonal Ausleuchtbereichen shows ge are thereby clearing transition borderless Be generated between the two samples,

Fig. 4 eine prinzipielle Darstellung einer rand­ losen, überlappenden Sechseckabtastung, Fig. 4 shows a schematic representation of rimless, overlapping Sechseckabtastung,

Fig. 5 ein Diagramm einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Abtast- und Wiederholungs­ einrichtung, wobei eine Abtasteinrichtung gezeigt ist, die zwischen links nach rechts und rechts nach links in jeder fol­ genden Abtastung wechselt und die Sub­ stratbewegung mit w am Ende jeder Ab­ tastung gezeigt ist, Fig. 5 is a diagram of a preferred embodiment of the scanning and repeating device, wherein a scanning device is shown, which changes between left to right and right to left in each fol lowing scan and the substrate movement is shown with w at the end of each scan ,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Ver­ deutlichung des Auslegungsplans der Chip­ felder auf der Maske, Fig. 6 is a schematic diagram of the setup plan Ver deutlichung the chip pads on the mask,

Fig. 7 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Chip­ felder auf dem Substrat, wobei die Stellen dargestellt sind, an denen eine Rückstel­ lung des Maskenträgers erfolgt,A view showing the chip of the mask carrier is Fig. 7 fields on the substrate, wherein the locations are shown at which a resetting as,

Fig. 8 eine Ansicht zur Verdeutlichung von re­ präsentativen Maskenauslegungsplänen in Verbindung mit einer nebeneinanderliegen­ den Darstellung der Maskenchipfelder und der hexagonalen Abtastfelder, welche eine komplementäre Belichtung im überlappenden Bereich zwischen benachbarten Abtastungen ermöglichen und die Erzeugung eines Saums bzw. Rands verhindern, Fig. 8 is a view showing by re presentative mask layout plans in conjunction with an adjacent the representation of the mask chip pads and the hexagonal scanning fields, which allow complementary exposure in the overlapping region between adjacent samples and the generation prevent a hem or edge,

Fig. 8A eine detaillierte Ansicht des Maskenaus­ legungsplanes, der 2 m vollständige Chip­ felder umfaßt, Fig. 8A legungsplanes a detailed view of Maskenaus, of m full chip includes fields 2,

Fig. 8B eine detaillierte Ansicht eines Masken­ auslegungsplanes, der 3m vollständige Chipfelder umfaßt, FIG. 8B design plan a detailed view of a mask, the 3 m full chip pads comprising

Fig. 8C eine detaillierte Ansicht zur Verdeutli­ chung eines Maskenauslegungsplanes, der m vollständige und m Teilchipfelder umfaßt, FIG. 8C is a detailed view for Verdeutli monitoring a mask layout plan which m and m full chip part comprises fields,

Fig. 8D eine detaillierte Ansicht eines Maskenaus­ legungsplanes, der m vollständige und 2m Teilchipfelder umfaßt, Fig. 8D is a detailed view of a legungsplanes Maskenaus, the full m and 2 m partial chip pads comprising

Fig. 9 eine schematische Darstellung zur Ver­ deutlichung des Prinzips der gleichzei­ tigen, zweidimensionalen Abtastung für eine Lithographie mit hohem Auflösungsver­ mögen, Fig. 9 is a schematic diagram of the principle of deutlichung Ver gleichzei term, two-dimensional scanning for a lithography with a high resolving power may,

Fig. 10 eine Tabelle zur Verdeutlichung verschie­ dener Belichtungsparameter einschließlich der Energie pro Impuls an der Wafer- und Laserenergie für unterschiedliche Photo­ widerstandsempfindlichkeiten und Laser­ impulswiederholungsraten, und Fig. 10 is a table showing various exposure parameters including the energy per pulse on the wafer and laser energy for different photosensitivity and laser pulse repetition rates, and

Fig. 11 eine Tabelle über die Waferdurchsatzwerte für Wafer mit unterschiedlichen Durch­ messern und unterschiedlichen Ausrichtbe­ dingungen. Fig. 11 is a table conditions across the wafer throughput values for wafers with different diameters and different Ausrichtbe.

Die Erfindung ermöglicht, ein Lithographiesystem bereit­ zustellen, das alle die nachstehenden Eigenschaften hat: (a) Es hat ein hohes Auflösungsvermögen bei der Erzeugung von Bildern eines Maskenmusters auf einem Substrat; (b) es hat ein großes effektives Bildfeld; und (c) es hat eine große Durchsatzmenge während der Bearbeitung zum Belichten der Substrate. Die Vorrichtung zur Erzielung dieser Eigen­ schaften umfaßt einen Substratträger, welcher abtasten und sich in Querrichtung bewegen kann, einen Maskenträger, der abtasten kann und zurückgestellt werden kann, und der funktionell mit dem Substratträger gekoppelt ist, ein Ausgleichssystem, eine Projektionslinsenanordnung und eine Steuereinrichtung.The invention enables a lithography system to be prepared deliver that has all of the following: (a) It has a high generation resolution images of a mask pattern on a substrate; (b) it has a large effective field of view; and (c) it has one large throughput during processing for exposure of the substrates. The device to achieve this Eigen shaft comprises a substrate carrier, which scan and can move in the transverse direction, a mask wearer who can scan and reset, and the is functionally coupled to the substrate carrier Compensation system, a projection lens arrangement and one Control device.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Teile der Vorrichtung. Das Substrat 10, wie eine Halbleiterwafer, die mit einer Schicht aus einem photoempfindlichen Material beschichtet ist, ist starr im Substratträger 12 festgelegt. Die Maske 14, die ein Muster mit hohem Auflösungsvermögen enthält, das auf dem Substrat 10 abzubilden ist, ist starr in dem Maskenträger 16 festgelegt. Der Substratträger 12 und der Maskenträger 16 können äußerst feine Präzisionsbewegungen ausführen, deren Einzelheiten nachstehend kurz erläutert werden. Die Maske 14 wird durch eine Strahlung von dem Ausleuchtungssystem 18 ausgeleuchtet, welches eine Aus­ leuchtquelle 20, Relaislinsen 22 und eine Strahllenkein­ richtung 24, wie einen 45°-Frontflächenspiegel, umfaßt. Die Ausleuchtquelle 20 ist derart beschaffen und ausge­ legt, daß ihre effektive Abstrahlebene 21 die Form eines regelmäßigen Sechsecks hat. Die Relaislinse 22 sammelt die Strahlung in einer gewissen numerischen Apertur N A S von der hexagonal ausgebildeten, effektiven Quellenebene 21 und nimmt eine Abbildung mit einer gewissen Vergrößerung und der numerischen Apertur NA ms auf der Maske 14 vor. Die Projektionslinsenanordnung 26, die mehrere, gesonderete Linsenelemente 28 umfaßt, bildet ein genaues Bild des Musters mit hoher Auflösung in dem hexagonalförmig aus­ geleuchteten Bereich auf der Maske mit einem gewissen Verkleinerungsverhältnis M auf dem Substrat 10 ab. Die Projektionslinsenanordnung 26 hat eine numerische Apertur N A m auf der Maskenseite und NA w auf der Substratseite. NA W ist durch die Auflösungsanforderungen des litho­ graphischen Systems bestimmt, und NA m ist auf NA W durch die Gleichung NA m = NA W /M bezogen. Die Projektionslinsen- Anordnung 26 ist für ein möglichst großes, kreisförmiges Bildfeld ausgelegt (siehe 31 in Fig. 2), und der Belich­ tungsbereich auf dem Substrat ist dann als das größte regelmäßige Sechseck (in Fig. 2 mit 32 bezeichnet) definiert, das in das vorstehend angegebene Kreisfeld einbeschrieben werden kann. Fig. 1 shows the essential parts of the device. The substrate 10 , such as a semiconductor wafer, which is coated with a layer of a photosensitive material, is rigidly fixed in the substrate carrier 12 . The mask 14 , which contains a pattern with a high resolution, which is to be imaged on the substrate 10 , is rigidly fixed in the mask carrier 16 . The substrate carrier 12 and the mask carrier 16 can perform extremely fine precision movements, the details of which are briefly explained below. The mask 14 is illuminated by radiation from the illumination system 18 , which comprises a light source 20 , relay lenses 22 and a beam steering device 24 , such as a 45 ° front surface mirror. The illumination source 20 is designed and laid out that its effective radiation level 21 has the shape of a regular hexagon. The relay lens 22 collects the radiation in a certain numerical aperture N A S from the hexagonal, effective source plane 21 and takes an image with a certain magnification and the numerical aperture NA ms on the mask 14 . The projection lens arrangement 26 , which comprises a plurality of separate lens elements 28 , forms an accurate image of the pattern with high resolution in the hexagonally illuminated area on the mask with a certain reduction ratio M on the substrate 10 . The projection lens arrangement 26 has a numerical aperture N A m on the mask side and NA w on the substrate side. NA W is determined by the resolution requirements of the lithographic system, and NA m is related to NA W by the equation NA m = NA W / M. The projection lens arrangement 26 is designed for the largest possible circular image field (see 31 in FIG. 2), and the exposure area on the substrate is then defined as the largest regular hexagon (designated 32 in FIG. 2), which in FIG the circle field specified above can be inscribed.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 tastet nun der Substratträger 12 das Substrat 10 über den hexagonalförmigen Belichtungs­ bereich hinweg ab, und zugleich tastet der Maskenträger 16 die Maske 14 über den hexagonalförmigen, ausgeleuchteten Bereich hinweg ab, so daß die Länge des Substrats in Rich­ tung der Abtastung erfaßt wird. Während einer solchen Ab­ tastung setzt der Maskenträger 16 die Maske in ihrer Aus­ gangsposition mehrmals zurück. Nach der Beendigung einer Abtastung über die Substratlänge hinweg bewegt der Sub­ stratregler 5 das Substrat 10 in eine Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung und um eine Größe, die nachstehend als "effektive Abtastbreite" bezeichnet wird. Im Anschluß an eine solche senkrechte Bewegung des Substrats erfolgt eine neue Abtastung durch präzise Bewegung der Substrat- und Maskenträger auf dieselbe wie zuvor beschriebene Weise. Die effektive Abtastbreite und das Ausleuchtungs­ quellensystem haben derartige Charakteristika, daß sie in Kombination einen Übergang von einer Abtastung zu der nächsten, benachbarten Abtastung erzeugen, der vollständig randlos und frei von jeglichen Intensitätsungleichmäßig­ keiten ist. Dieser vorstehend genannte Belichtungsvorgang, der mittels einer "Abtast- und Wiederholungs-" Einrichtung durchgeführt wird, wird wiederholt, bis das gesamte Substrat mit der gewünschten Anzahl von Mustern belichtet ist. Die Einzelheiten der Abtastung, der Schrittschaltung, des Rücksetzens und der Wiederholungsbewegung, die vor­ stehend angegeben wurden, werden nachstehend beschrieben. Die Steuereinrichtung 30 ist funktionell mit dem Aus­ leuchtsystem 18, dem Maskenträger 16, der Projektions­ linsenanordnung 28 und dem Substratträger 12 verknüpft, und sie stellt sicher, daß die Masken- und Substratträger in geeigneter Weise bezüglich der Projektionslinsenanord­ nung ausgerichtet sind, daß die Masken- und Substratträger die Abtast- und Wiederholungsbewegungen mit der gewünsch­ ten Synchronisierung ausführen und daß das Ausleuchtungs­ system die gewünschten Ausleuchtungscharakteristika über die Belichtung des gesamten Substrats hinweg konstant hält.With reference to FIG. 1, the substrate carrier 12 now scans the substrate 10 over the hexagonal-shaped exposure area, and at the same time the mask carrier 16 scans the mask 14 over the hexagonal-shaped, illuminated area, so that the length of the substrate in the direction of the Scanning is detected. During such scanning, the mask carrier 16 resets the mask several times in its starting position. Upon completion of a scan across the substrate length, the substrate controller 5 moves the substrate 10 in a direction perpendicular to the scan direction and by an amount which will be referred to as "effective scan width" hereinafter. Following such vertical movement of the substrate, a new scan is carried out by precisely moving the substrate and mask carriers in the same way as described above. The effective scan width and the illumination source system have such characteristics that, in combination, they produce a transition from one scan to the next adjacent scan that is completely borderless and free of any intensity unevenness. This aforementioned exposure process, which is carried out by means of a "scanning and repetition" device, is repeated until the entire substrate is exposed with the desired number of patterns. The details of the scan, stepping, resetting, and repetitive motion that were given before are described below. The control device 30 is functionally linked to the illumination system 18 , the mask carrier 16 , the projection lens arrangement 28 and the substrate carrier 12 , and it ensures that the mask and substrate carriers are suitably aligned with the projection lens arrangement so that the mask and substrate carriers perform the scan and repeat movements with the desired synchronization and that the illumination system keeps the desired illumination characteristics constant over the exposure of the entire substrate.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nunmehr die Einrichtung der Sechseckabtastung mit randloser Überlappung beschrie­ ben. Das regelmäßige Sechseck 36, das auch mit a-b-g-j-h-c bezeichnet ist, stellt den ausgeleuchteten Bereich auf dem Substrat zu jedem beliebigen, gegebenen Zeitpunkt dar. Das Substrat wird über diesen Ausleuchtungsbereich hinweg von rechts nach links abgetastet. Es ist wichtig darauf hinzu­ weisen, daß die Ausleuchtstrahlung (29 in Fig. 1) selbst stationär ist, wie dies auch bei der Projektionslinsenan­ ordnung (26 in Fig. 1) der Fall ist. Zum Zwecke einer bildhaften Darstellung kann somit die Bewegung des Sub­ strats über den Strahl hinweg effektiv als die Abtastung des hexagonalen Ausleuchtungsbereiches über ein statio­ näres Substrat hinweg von links nach rechts angesehen werden. Dies ist als Abtastung 1 oder 37 in Fig. 3 ge­ zeigt. Die Ausrichtung des Sechsecks 36 ist derart ge­ troffen, daß eine der Seiten, beispielsweise b-g, senk­ recht bzw. orthogonal zu der Abtastrichtung ist. With reference to Fig. 3, the establishment of the hexagonal scan with borderless overlap will now be described. The regular hexagon 36 , which is also designated abghhc , represents the illuminated area on the substrate at any given time. The substrate is scanned from right to left across this illumination area. It is important to point out that the illumination radiation ( 29 in FIG. 1) is itself stationary, as is also the case with the projection lens arrangement ( 26 in FIG. 1). For the purpose of a pictorial representation, the movement of the substrate across the beam can thus be effectively viewed as the scanning of the hexagonal illumination area over a stationary substrate from left to right. This is shown as scan 1 or 37 in Fig. 3 ge. The orientation of the hexagon 36 is such that one of the sides, for example bg , is perpendicular or orthogonal to the scanning direction.

Um die nächste Abtastung zu erzeugen, wird zuerst das Sub­ strat in einer Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung, in Abstand w bewegt, der durch folgende Gleichung bestimmt istIn order to generate the next scan, the substrate is first moved in a direction perpendicular to the scan direction, at a distance w , which is determined by the following equation

w = 1,5 l h , w = 1.5 l h ,

wobei l h die Länge jeder Seite des Sechsecks ist. (Später wird noch gezeigt werden, daß w die effektive Abtastbreite ist.) Diese neue Position des Ausleuchtbereiches relativ zu dem Substrat ist mit 38 bezeichnet und auch mit d-e-n-m-k-f dargestellt. Die Abtastung 2, die mit 39 be­ zeichnet ist, wird nunmehr durch die Abtastungs des Substrats über den hexagonalen Ausleuchtungsbereich 38 hinweg auf übereinstimmende Weise wie bei der Erzeugung der Abtastung 1 erzeugt.where l h is the length of each side of the hexagon. (Later it will be shown that w is the effective scanning width.) This new position of the illumination area relative to the substrate is denoted by 38 and also represented by denmkf . The scan 2 , designated 39 , is now generated by scanning the substrate across the hexagonal illumination area 38 in a manner consistent with that when the scan 1 was generated.

Ein wesentlicher Aspekt der hierin beschriebenen Abtast- und Wiederholungseinrichtung, insbesondere der randlose Überlappungsbereich zwischen benachbarten Abtastungen, wird nachstehend näher beschrieben. Zuerst werden noch die nicht überlappenden Bereiche angegeben. Bei der Abtastung 1 ist der von dem viereckigen Abschnitt b-g-h-c des Sechsecks 36 überstrichene Bereich nicht so beschaffen, daß er jeden Teil der Abtastung 2 überlappt. Ähnlich ist bei der Abtastung 2 der Bereich, der von dem viereckigen Teil e-f-k-n des Sechsecks 38 überstrichen wird, nicht mit allen Teilen der Abtastung 1 überlappend. Jedoch wird der Bereich, der von dem dreieckförmigen Segment a-b-c des Sechsecks 36 in der Abtastung 1 überstrichen wird, bei der Abtastung 2 durch das dreieckförmige Segment d-e-f des Sechsecks 38 nochmals überstrichen. Es wird nunmehr die kumulative Belichtungsdosis verdeutlicht, die man in dem überlappenden Bereich erhält, und die gleich jener in den nicht überlappenden Bereichen ist, und es wird auch ver­ deutlicht, daß der Übergang von der Abtastung 1 zu der Ab­ tastung 2 hinsichtlich der Belichtungsdosisgleichmäßigkeit randlos bzw. nahtlos ist.An essential aspect of the scanning and repetition device described here, in particular the borderless overlap area between adjacent scans, is described in more detail below. First, the non-overlapping areas are specified. In scan 1 , the area swept by the square section bghc of hexagon 36 is not such that it overlaps any part of scan 2 . Similarly, in scan 2, the area swept by the quadrilateral part efkn of hexagon 38 is not overlapping with all parts of scan 1 . However, the area covered by the triangular segment abc of the hexagon 36 in the scan 1 is again swept by the triangular segment def of the hexagon 38 in scan 2 . The cumulative exposure dose which is obtained in the overlapping area and which is equal to that in the non-overlapping area will now be clarified, and it will also be made clear that the transition from scan 1 to scan 2 is borderless in terms of exposure dose uniformity or is seamless.

In Fig. 4 soll nunmehr ein Segment des Sechsecks 36 in Form eines Streifens 40 mit der Länge l₀ (cm) und der Breite δ (cm) in dem nicht überlappenden Abtastbereich des Substrats betrachtet werden. Wenn man annimmt, daß I₀ (mW/cm2) die Intensität des auftreffenden Strahls, v x (cm/s) die Abtastgeschwindigkeit und t₀ (s) die Zeit des Substrats ist, innerhalb der dieses einen Weg l₀ zurück­ legt, so ergibt sich t₀ = l₀/v x . Die Belichtungsdosis D₀ (mJ/cm2), die von dem Substrat in dem Streifen 40 aufge­ nommen wird, ergibt sich dann gemäß folgender Gleichung.In FIG. 4 a segment of the hexagon 36 in the form of a strip 40 to the length l ₀ (cm) and the width δ (cm) as viewed in the non-overlapping scan range of the substrate now. Assuming that I ₀ (mW / cm 2 ) is the intensity of the incident beam, v x (cm / s) is the scanning speed and t ₀ (s) is the time of the substrate within which it travels a path l ₀ this results in t ₀ = l ₀ / v x . The exposure dose D ₀ (mJ / cm 2 ), which is taken up by the substrate in the strip 40 , then results from the following equation.

D₀ = It₀ = Il₀/v x = Il h /v x . D ₀ = It ₀ = Il ₀ / v x = Il h / v x .

Nunmehr wird ein Streifen 42 wiederum mit einer Breite und parallel zu der Abtastrichtung in einem Abstand y von b-c oder l h /2-y von der Spitze a betrachtet. Die Länge des Streifens 42 ist gegeben durchNow a strip 42 is again considered with a width and parallel to the scanning direction at a distance y from bc or 1 h / 2- y from the tip a . The length of the strip 42 is given by

l y 1 = 2 (l h /2-y) , l y 1 = 2 (l h / 2- y),

und die Zeit, die das Substrat zur Abtastung einer Länge l h benötigt, ist dann wie folgt:and the time it takes the substrate to scan a length l h is as follows:

t₁ = l y 1/v x = 2 (l h /2-y)/v x . t ₁ = l y 1 / v x = 2 (l h / 2- y) / v x .

Somit beläuft sich die Dosis, die in dem Substratbereich abgetastet mittels des Streifens 42 aufgenommen wird,The dose which is scanned in the substrate region by means of the strip 42 thus amounts to

D₁ = It₁ = 2 (l h /2-y)I₀/v x . D ₁ = It ₁ = 2 (l h / 2- y) I₀ / v x .

Nunmehr soll die Abtastung mittels des Sechsecks 38 be­ trachtet werden. Das Segment des Sechsecks 38, das einen Bereich abtastet, der sich mit dem Bereich überlappt, der durch den Streifen 42 abgetastet wird, ist der Streifen 44 und hat eine Breite δ und eine LängeNow the scanning by means of the hexagon 38 should be considered. The segment of the hexagon 38 that scans an area that overlaps the area that is scanned by the stripe 42 is the stripe 44 and has a width δ and a length

l y 2 = 2 y . l y 2 = 2 y.

Die Abtastzeit für die Länge l y 2 beläuft sich aufThe sampling time for the length l y 2 amounts to

t₂ = l y 2/v x = 2 y/v x , t ₂ = l y 2 / v x = 2 y / v x ,

und daher beläuft sich die Dosis, die in dem Substratbereich, die durch den Streifen 44 abgetastet wird, aufgenommen wird, aufand therefore the dose taken up in the substrate area scanned by the strip 44 amounts to

D₂ = It₂ = 2 yI₀/v x . D ₂ = It ₂ = 2 yI ₀ / v x .

Somit beläuft sich die kumulative Dosis in dem Überlappungsbereich aufThus, the cumulative dose is in the overlap area on

D = D₁+D₂ = 2 (l h /2-y)I₀/v x + 2 yI₀/v x ,
oder
D = l h I₀/v x = D₀ .
D = D ₁ + D ₂ = 2 ( l h / 2- y) I ₀ / v x + 2 yI ₀ / v x ,
or
D = l h I ₀ / v x = D ₀.

Somit ist die Gesamtbelichtungsdosis, die an jeder Stelle in den überlappenden Bereichen des Substrats aufgenommen wird, die gleiche wie die Dosis, die in den nicht über­ lappenden Bereichen aufgenommen wird. Ferner ist die gesamte Belichtung nahtlos bzw. randlos, da (a) die durch die Sechsecke 36 und 38 erhaltenen Dosiswerte in Gegen­ richtungen in den überlappenden Bereich abnehmen, und (b) die Dosiswerte an der Spitze (a) und der Spitze (b) jeweils auf Null gehen.Thus, the total exposure dose received at each location in the overlapping areas of the substrate is the same as the dose received in the non-overlapping areas. Furthermore, the entire exposure is seamless, because (a) the dose values obtained by the hexagons 36 and 38 decrease in opposite directions in the overlapping area, and (b) the dose values at the tip (a) and the tip (b) go to zero each time.

Aus der vorstehenden Diskussion ergibt sich, daß trotz der Tatsache, daß die Belichtungsüberdeckung des Substrats frei von irgendwelchen Unterbrechungen ist, es einen definierbaren Parameter einer effektiven Abtastbreite, w, in dem Sinne gibt, daß die Gesamtbreite (in der Richtung orthogonal zu der Abtastrichtung) des Substrats, das mittels N-Abtastungen belichtet wird, sich auf Nw beläuft. From the discussion above it follows that despite the fact that the exposure coverage of the substrate is free from any interruptions, there is a definable parameter of an effective scan width, w , in the sense that the total width (in the direction orthogonal to the scan direction) of the substrate which is exposed by means of N scans amounts to Nw .

Die Abtast- und Wiederholungseinrichtung, die in den voranstehenden Absätzen beschrieben worden ist, hat eine solche Auslegung, daß alle Abtastungen in dieselbe Rich­ tung erfolgen. Somit bewegt sich bei jeder Abtastung das Substrat von rechts nach links, am Ende jeder Abtastung kehrt es zur Ausgangsposition zurück, wird um einen Abstand w in eine Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung bewegt und bewegt sich dann wiederum von rechts nach links für die nächste Abtastung. Bei der bevorzugten, in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist die Abtastrichtung so gewählt, daß sie zwischen rechts nach links und links nach rechts bei jeder aufeinanderfolgenden Abtastung wechselt und daß die Bewegung um w in orthogonaler Richtung am Ende jeder Abtastung erfolgt, ohne daß das Substrat zu der Ausgangsposition der unmittelbar beendeten Abtastung zu­ rückkehrt. Somit schreitet die Abtastung 1 (50) von links nach rechts fort, und am Ende derselben wird das Substrat um einen Abstand w (52) bewegt. Dann erfolgt die Abtastung 2 (54) von rechts nach links, und am Ende derselben wird das Substrat wiederum um einen Abstand w (56) bewegt. Dann erfolgt die Abtastung 3 (58) von links nach rechts, usw. Alle weiteren Einzelheiten der Einrichtung nach Fig. 5 stimmen mit jenen nach Fig. 3 überein.The scanning and repeating device, which has been described in the preceding paragraphs, has such a design that all scans take place in the same direction. Thus, with each scan the substrate moves from right to left, at the end of each scan it returns to the starting position, is moved a distance w in a direction perpendicular to the scan direction and then again moves from right to left for the next scan. In the preferred embodiment shown in Fig. 5, the scanning direction is selected to alternate between right to left and left to right on each successive scan and that the w movement in the orthogonal direction occurs at the end of each scan without the substrate returns to the starting position of the immediately ended scan. Thus, scan 1 ( 50 ) proceeds from left to right, and at the end of it the substrate is moved a distance w ( 52 ). Then the scanning 2 ( 54 ) takes place from right to left, and at the end of the same the substrate is again moved by a distance w ( 56 ). Then the scanning 3 ( 58 ) takes place from left to right, etc. All other details of the device according to FIG. 5 correspond to those according to FIG. 3.

Es wird nunmehr die Bewegung der Maske beschrieben. Da die Projektionslinse ein Verkleinerungsverhältnis M hat, sind die Muster auf der Maske das M-fache größer als die auf dem Substrat abzubildenden. Wenn das Substrat eine Halb­ leiterwafer ist, auf der integrierte Schaltungschips her­ zustellen sind, dann jedes Chipfeld auf der Maske das M- fache größer aus das auf dem Substrat herzustellende Chip. Da ferner das Substrat die Abtastung über den stationären Ausleuchtstrahl hinweg vornimmt, wird die Maske gleich­ zeitig mit einer Geschwindigkeit des M-fachen von jener des Substrats abgetastet. Wenn jedoch die Maskenabtastung über die gesamte Länge der Substratabtastung hinweg ununterbrochen fortgesetzt würde, müßte die Maske eine beträchtlich große Abmessung haben. Beispielsweise für eine Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von etwa 15 cm (6 inch) und einer Projektionslinse mit einem Verkleine­ rungsverhältnis von 5, müßte die Maske wenigstens 75 cm (etwa 30 inch) lang sein, was praktisch unmöglich ist. Diese Schwierigkeit wird auf die nachstehend beschriebene Weise überwunden.The movement of the mask will now be described. Since the projection lens has a reduction ratio M , the patterns on the mask are M times larger than those to be imaged on the substrate. If the substrate is a semiconductor wafer on which integrated circuit chips are to be produced, then each chip field on the mask is M times larger than the chip to be produced on the substrate. Furthermore, since the substrate scans across the stationary illumination beam, the mask is scanned at the same time at a speed M times that of the substrate. However, if the mask scan continued uninterrupted along the entire length of the substrate scan, the mask would have to be of a considerably large size. For example, for a semiconductor wafer about 15 cm (6 inches) in diameter and a projection lens with a reduction ratio of 5, the mask would have to be at least 75 cm (about 30 inches) long, which is practically impossible. This difficulty is overcome in the manner described below.

Die Maske (60 in Fig. 6) hat eine beherrschbare Größe (ist beispielsweise 25 cm (10 inch) lang), und sie enthält eine sehr kleine Anzahl m (m=2, beispielsweise) vollständige Chipfelder, wie dies mit 62 in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn die Abtastung über diese Chipfelder auf der Maske hinweg beendet ist, werden der Substratträger und der Masken­ träger momentan angehalten (66, 68 in Fig. 7). Nunmehr wird der Maskenträger auf die Ausgangsposition zurückge­ stellt, die gleichzeitige Abtastung der Maske und des Sub­ strats wird wieder aufgenommen (siehe Fig. 7), und weitere m-Chips werden abgebildet. Anschließend wird die Maske wiederum zurückgesetzt. Dies wird wiederholt, bis die Substratabtastung vollständig die Länge des Substrats erfaßt hat. Das Substrat alleine wird nunmehr um die effektive Abtastbreite w in eine Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung bewegt, und die vorstehend beschriebene Vorgehensweise wird bei der nächsten Abtastung in Gegen­ richtung wiederum ausgeführt. Es ist keine Bewegung in der y-Richtung, d. h. in Richtung senkrecht zu der Abtast­ richtung, notwendig, da entsprechend den vorstehenden Ausführungen die effektive Maskenabtastbreite so be­ schaffen ist, daß sie ausreicht, um die Breite eines Maskenchipfeldes zu erfassen. In jenen Fällen, bei denen die Chipfelder weiter als die Abtastbreite sind und diese belichtet werden müssen, ist der Maskenträger so ausge­ legt, daß er sich in y-Richtung bewegen kann. The mask ( 60 in FIG. 6) is of a manageable size (for example 25 cm (10 inches) long) and contains a very small number m ( m = 2, for example) complete chip fields, as is shown at 62 in FIG. 6 is shown. When the scan across these chip fields on the mask is completed, the substrate carrier and the mask carrier are momentarily stopped ( 66, 68 in FIG. 7). Now the mask carrier is reset to the starting position, the simultaneous scanning of the mask and the substrate is resumed (see FIG. 7), and further m chips are mapped. The mask is then reset. This is repeated until the substrate scan has completely grasped the length of the substrate. The substrate alone is now moved by the effective scanning width w in a direction perpendicular to the scanning direction, and the procedure described above is carried out again in the opposite direction during the next scanning. There is no movement in the y direction, ie in the direction perpendicular to the scanning direction, necessary, since according to the above statements, the effective mask scanning width can be created so that it is sufficient to detect the width of a mask chip field. In those cases in which the chip fields are wider than the scanning width and these must be exposed, the mask carrier is designed so that it can move in the y direction.

Nachdem nunmehr die wesentlichen Aspekte der Maskenbewegung erläutert wurden, soll nunmehr eine Zusammenfassung der m vollständigen Chipfelder vorgenommen werden. Die Maske muß zusätzliche gemusterte Bereiche haben, so daß aufgrund der erforderlichen nahtlosen, überlappenden Abtastung der gesamte Maskenbereich, der in dem hexagonalen Maskenausleuchtbereich eingeschlossen ist, auf das Substrat abgebildet wird. Diese zusätzlichen, gemusterten Bereiche auf der Maske können in Form von m, vollständigen Chipfeldern (70, Fig. 8A), 2m, vollständige Chipfelder (72, Fig. 8B), m partielle Chipfelder (74, Fig. 8C) oder 2m partielle Chipfelder (76, Fig. 8D) gewählt werden.Now that the essential aspects of the mask movement have been explained, a summary of the m complete chip fields is now to be made. The mask must have additional patterned areas so that due to the required seamless, overlapping scanning, the entire mask area, which is enclosed in the hexagonal mask illumination area, is imaged on the substrate. These additional, patterned areas on the mask can be in the form of m , complete chip fields ( 70 , FIG. 8A), 2 m , complete chip fields ( 72 , FIG. 8B), m partial chip fields ( 74 , FIG. 8C) or 2 m partial chip fields ( 76 , Fig. 8D) can be selected.

Weitere Einzelheiten der Bewegungen der Masken- und Substratträger werden nunmehr erläutert. Bei der bevorzug­ ten Ausführungsform wird die Ausleuchtquelleneinrichtung (20 in Fig. 1) eine gepulste Strahlungsquelle, wie ein Laser oder eine Lampe, eingesetzt. In diesem Fall erfolgt die Abtastung mittels des Substrat- und Maskenträgers in mehreren Schrittbewegungen, und jeder Schritt wird synchron mit dem Beginn eines Impulses von der Ausleucht­ quelle ausgeführt. Die Impulswiederholungsrate (Frequenz) wird mit f (Hz) angenommen. Für eine nominale Substrat­ trägerabtastgeschwindigkeit von v x (cm/s) erfolgt dann die Abtastung des Substratträgers in einer Mehrzahl von Schritten, die jeweils v x /f (cm) betragen. Natürlich sind die Maskenträgerschritte M-mal größer. Wenn die Schritt­ bewegung über die Maskenchipfelder beendet ist, werden alle Bewegungen angehalten, der Maskenträger wird zurück­ gesetzt, und der Arbeitsablauf wird entsprechend den vor­ stehenden Ausführungen wiederholt. Eine solche Einrich­ tung für die Bewegung der Träger bringt zwei Hauptvorteile mit sich. Zum einen erhält man eine Belichtungsgleich­ mäßigkeit durch die entsprechende Auslegung einer Steuer­ einrichtung, welche sicherstellt, daß ein Trägerschritt nur stattfindet, wenn die Quelle einen Impuls abgibt. Da zum anderen die Substrat- und die Maskenträger schritt­ weise synchronisiert, wird eine genaue Ausrichtung bei allen gewünschten Intervallen ermöglicht. Wenn daher die Ausrichtung für jedes Chip erfolgen soll und die Chiplänge l c längs der Abtastrichtung ist, dann muß die Ausrichtung alle l cf/vx-Impulse, die von der Quelle abgegeben werden, oder den mit dem Träger ausgeführten Schritten vorgenommen werden. In Fällen, bei denen die Ausleuchtquelle eine kontinuierliche Lichtquelle anstelle einer gepulsten Lichtquelle ist, ist der Masken-Substrat-Ausrichtvorgang nicht auf die Quelle bezogen, und er wird unabhängig hier­ von vorgenommen.Further details of the movements of the mask and substrate carriers will now be explained. In the preferred embodiment, the illumination source device ( 20 in FIG. 1) uses a pulsed radiation source, such as a laser or a lamp. In this case, the scanning by means of the substrate and mask carrier takes place in several step movements, and each step is carried out synchronously with the start of a pulse from the illumination source. The pulse repetition rate (frequency) is assumed to be f (Hz). For a nominal substrate carrier scanning speed of v x (cm / s), the substrate carrier is then scanned in a plurality of steps, each of which is v x / f (cm). Of course, the mask support steps are M times larger. When the step movement over the mask chip fields is finished, all movements are stopped, the mask carrier is reset, and the workflow is repeated as described above. Such Einrich device for the movement of the carrier has two main advantages. On the one hand, an exposure uniformity is obtained through the appropriate design of a control device, which ensures that a carrier step only takes place when the source emits a pulse. On the other hand, since the substrate and mask carriers are synchronized step by step, precise alignment is made possible at all desired intervals. Therefore, if the alignment is to be for each chip and the chip length l c is along the scan direction, then the alignment must be done every l c f / v x pulses emitted by the source or the steps performed with the carrier. In cases where the illumination source is a continuous light source instead of a pulsed light source, the mask-substrate alignment process is not related to the source and is done independently here.

Schließlich wird eine Ausführungsvariante der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erläutert. Bei dieser Aus­ führungsform, die als "zweidimensionale, überlappende Ab­ tastung" bezeichnet wird, erfolgt die Abtastung der Masken- und Substratträger gleichzeitig in sowohl in x- Richtung als auch in y-Richtung. Unter Bezugnahme auf Fig. 4 beginnt die Abtastung in x-Richtung mit der Abtastung 1 (80) von links nach rechts, die Richtung kehrt sich am Ende der Abtastung 1 um, die Abtastung 2 (82) erfolgt von rechts nach links, die Abtastung 3 (84) wiederum von links nach rechts, die Abtastung 4 (86) von rechts nach links, usw. Die Breite jeder x-Abtastung ist in Fig. 9 mit w be­ zeichnet. Dies dient nur zu Erläuterungszwecken, da der Ausleuchtbereich hexagonal ist und die Überlappung zwischen des Abtastungen 1 und 3 (und zwischen den Ab­ tastungen 2 und 4) nahtlos ist, wie dies voranstehend angegeben ist. w ist somit die effektive Abtastbreite ent­ sprechend der voranstehend angegebenen Definition. Gleich­ zeitig mit der Abtastung in x-Richtung werden das Substrat und die Maske kontinuierlich in x-Richtung abgetastet. Die y-Abtastrate ist derart gewählt, daß während der Zeit, die das Substrat braucht, um eine Links-nach-rechts-Abtastung und eine Rechts-nach-links-Abtastung vollständig abzu­ schließen, das Substrat in y-Richtung um die effektive Abtastbreite w bewegt wird. Wenn daher v x und v y jeweils die x-y-Abtastgeschwindigkeiten des Substrats sind, l x die gesamte x-Abtastlänge ist, und t x und t y die Zeiten jeweils sind, um die Abtastlängen l x und w in x- und y- Richtungen abzutasten, so ergibt sich aufgrund des Bezugs von t y = 2t x , v y mit v x durchFinally, an embodiment variant of the embodiment described above is explained. In this embodiment, which is referred to as "two-dimensional, overlapping scanning", the mask and substrate carriers are scanned simultaneously in both the x direction and the y direction. Referring to Fig. 4, the scan in the x direction begins with scan 1 ( 80 ) from left to right, the direction reverses at the end of scan 1 , scan 2 ( 82 ) is from right to left, the scan 3 ( 84 ) again from left to right, the scan 4 ( 86 ) from right to left, etc. The width of each x scan is indicated in FIG. 9 with w be. This is for illustrative purposes only because the footprint is hexagonal and the overlap between samples 1 and 3 (and between samples 2 and 4 ) is seamless, as noted above. w is thus the effective scanning width according to the definition given above. Simultaneously with the scanning in the x direction, the substrate and the mask are scanned continuously in the x direction. The y sample rate is chosen such that during the time it takes for the substrate to complete a left-to-right scan and a right-to-left scan, the substrate in the y direction by the effective scan width w is moved. Therefore, when v x and v y are each the xy scan speeds of the substrate, l x is the total x scan length, and t x and t y are the times by the scan lengths l x and w in x and y directions, respectively to scan, the relationship of t y = 2 results in t x , v y with v x

v y /v x = w/2l x . v y / v x = w / 2 l x .

Die x- und y-Abtastraten der Masken sind jeweils mit MV x und MV y bezeichnet, wobei M wie zuvor angegeben das Ver­ kleinerungsverhältnis der Projektionslinsenanordnung ist.The x and y sampling rates of the masks are denoted MV x and MV y, respectively, where M is the reduction ratio of the projection lens arrangement, as stated above.

Bevor ein Beispiel der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung erläutert werden soll, sollen die wesent­ lichen Vorteile zusammengefaßt werden. Die Abtast- und Wiederholeinrichtung ermöglicht nicht nur, daß man ein hohes Auflösungsvermögen erzielen kann, sondern es wird auch ermöglich, wesentlich größere Chips als bisher bei lithographischen System mit hohem Auflösungsvermögen zu belichten, bei denen eine schrittweise Abtastung vorge­ nommen wurde und bei denen die gleiche Projektionslinsen­ anordnung eingesetzt wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nunmehr eine Projektionslinsenanordnung mit einer Kreisfeldgröße 31 mit einem Durchmesser 21 h betrachtet. Das größte, viereckförmige Chip mit einem Seitenverhältnis 1 : 2 (34 in Fig. 2), das mit einer solchen Linse bei dem lithographischen System mit Schrittschaltung der üblichen Art belichtet werden kann, hat eine Breite von 21h sin(tan-1 0,5) = 0,89 l h . Im Vergleich hierzu kann das Abtast- und Wiederholungssystem, das hier beschrieben ist, Chips mit einer Breite von w=1,5 l h belichten, ohne die Maske in y-Richtung zu bewegen. Wenn die Abtast- und Wiederholungseinrichtung so ausgestaltet ist, daß eine Maskenbewegung in y-Richtung möglich ist, können Chips mit Breiten belichtet werden, die so groß wie die Substrat­ breite sind.Before an example of the preferred embodiment according to the invention is to be explained, the essential advantages should be summarized. The scanning and repeating device not only enables a high resolution to be achieved, but it also enables exposure to much larger chips than heretofore in high resolution lithographic systems which have been incrementally scanned and which have the same Projection lens arrangement is used. Referring to FIG. 2, a projection lens arrangement will now be considered with a circular field size 31 with a diameter of 21 h. The largest, square-shaped chip with an aspect ratio of 1: 2 ( 34 in FIG. 2), which can be exposed with such a lens in the lithographic system with stepping circuit of the usual type, has a width of 21 h sin (tan -1 0, 5) = 0.89 l h . In comparison, the scanning and repetition system described here can expose chips with a width of w = 1.5 l h without moving the mask in the y direction. If the scanning and repetition device is configured in such a way that mask movement in the y direction is possible, chips with widths as large as the substrate width can be exposed.

Bei der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Aus­ führungsform wurde ein Brechungsprojektionsuntersystem be­ trachtet, welches eine Linsenanordnung ist, die eine Mehr­ zahl von einzelnen Linsenelementen umfaßt. Gemäß alter­ nativen Ausführungformen können einige oder alle der opti­ schen Teile in der Projektionsunterbaugruppe reflektie­ rende Elemente, wie dielektrische oder metallische Spiegel, sein. Eine derartige alternative Ausführungsform kann eine Röntgenstrahlausleuchtung und ein Röntgenstrahl­ projektionsuntersystem aufweisen, das mit einem gewissen Gegenstand-zu-Bild-Verhältnis ausgelegt ist und das Röntgenstrahl-Spiegel aufweist. Das Abtast- und Wieder­ holungslithographiekonzept mit einer nahtlosen Dosisabgabe mittels komplementärer Überlappung der Sechseckbelichtung, wie dies bei der Erfindung beschrieben ist, läßt sich auch bei verschiedenen lithographischen Näherungssystem ein­ setzen, d. h. Systemen, bei denen die Projektionsunterbau­ gruppe einen gewissen Abstand einnimmt und die Maske und das Substrat voneinander getrennt sind und die Bildpro­ jektion in Form eines Schattendrucks stattfindet. Bei­ spielsweise kann ein Abtast- und Wiederholsystem eines Röntgenstrahlannäherungslithographsystems, bei dem die Erfindung eingesetzt werden kann, einen sechseckförmigen Röntgenstrahl haben, der zum Schattendrucken eines Masken­ musters auf einem Substrat verwendet wird. Die Maske und das Substrat liegen in der Nähe voneinander, und sie wer­ den gleichzeitig mit entsprechender Überlappung zwischen den benachbarten Abtastungen abgetastet, wie dies nach der Erfindung gelehrt wird, um eine nahtlose und gleichmäßige Belichtung des Substrats zu erzeugen. In ähnlicher Weise kann ein lithographisches System mit Elektronenstrahl unter Anwendung des Näherungsdruckens die Abtast- und Wiederholeinzelheiten nach der Erfindung einsetzen, wenn ein Elektronenstrahl mit einem sechseckförmigen Quer­ schnitt bereitgestellt wird, indem die Maske und das Substrat synchron abgetastet werden und wenn man eine komplementäre Belichtung über die überlappenden, angren­ zenden Abtastungen hat, so daß eine nahtlose und gleich­ mäßige Dosis über dem gesamten Substrat sichergestellt ist. Auf ähnliche Weise ist die Erfindung auch bei einem lithographischen System mittels optischem Kontakt oder An­ näherungskontakt einsetzbar, wobei das Grundkonzept der Abtastung und Wiederholung gemäß der Erfindung verwirk­ licht wird. Schließlich ist der Gedanke der Lithographie mit Abtastung und Wiederholung in Verbindung mit der komplementären Randausleuchtung durch benachbarte Ab­ tastungen auch bei maskenlosen, lithographischen Systemen anwendbar, bei denen ein polygonaler Strahl auf das Sub­ strat fokussiert werden kann, das dann in zwei Richtungen bewegt wird, um das gewünschte Substrat auf dem Substrat zu erzeugen.In the above description of the preferred Aus a refractive projection subsystem seeks which is a lens arrangement that a more number of individual lens elements. According to age native designs can use some or all of the opti parts in the projection subassembly reflect elements such as dielectric or metallic Mirror, be. Such an alternative embodiment can be an x-ray illumination and an x-ray have projection subsystem that with a certain Object-to-image ratio is designed and that Has x-ray mirror. The scan and again Collection lithography concept with a seamless dose delivery by means of complementary overlap of the hexagonal exposure, as described in the invention, can also in various lithographic approximation systems set, d. H. Systems where the projection base group takes a certain distance and the mask and the substrate are separated and the image pro ejection takes place in the form of a shadow print. At for example, a scanning and repeating system X-ray approximation lithograph system in which the Invention can be used a hexagonal Have an x-ray that is used to shadow-print a mask pattern is used on a substrate. The mask and the substrate is close to each other, and they who the same time with a corresponding overlap between the adjacent samples, as is done after the Invention is taught to be seamless and even To generate exposure of the substrate. In a similar way can be a lithographic system with electron beam using proximity printing the scanning and  Use repeat details according to the invention if an electron beam with a hexagonal cross cut is provided by the mask and the Substrate can be scanned synchronously and if you have a complementary exposure over the overlapping, gren zenden samples, so that a seamless and the same moderate dose ensured over the entire substrate is. In a similar way, the invention also applies to one lithographic system by means of optical contact or An Proximity contact can be used, whereby the basic concept of Scanning and repetition realized according to the invention light becomes. Finally, the thought of lithography with sampling and repetition in connection with the complementary edge illumination by neighboring Ab touching also with maskless, lithographic systems applicable, where a polygonal beam on the Sub can be focused in two directions is moved to the desired substrate on the substrate to create.

ArbeitsweiseWay of working

Die Erfindung führt das Verfahren zur Bereitstellung eines Abtast- und Wiederholung-Lithographiesystemes mit einem hohen Auflösungsvermögen, einem großen Feld und einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit unter Verwendung folgender Schritte durch:The invention performs the method of providing a One-scan and repeat lithography system high resolution, a large field and one high working speed using the following Steps through:

1. Es wird ein Substratträger zum Halten des Substrats vorgesehen, welcher das Substrat in einer Abmessung abtasten kann und welcher in einer Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung bewegt werden kann;1. It becomes a substrate support for holding the substrate provided which the substrate in one dimension can scan and which in one direction perpendicular can be moved to the scanning direction;

2. es wird ein Maskenhalter zum Halten der Maske angege­ ben, der die Maske in derselben Abmessung wie der Substratträger abtasten kann; 2. A mask holder is provided to hold the mask ben who the mask in the same dimension as the Can scan substrate carrier;  

3. es wird eine Projektionsunterbaugruppe angegeben, die ein gewisses Verkleinerungsverhältnis M hat, die derart ausgelegt ist, das man das erforderliche Auf­ lösungsvermögen erhält, und die eine kreisförmige Bildfeldgröße mit einem Durchmesser hat, der kleiner als die Länge eines Chips auf dem Substrat sein kann, die aber nicht kleiner als die Breite des Chips ist;3. A projection subassembly is specified which has a certain reduction ratio M , which is designed in such a way that the required resolution is obtained, and which has a circular image field size with a diameter which can be smaller than the length of a chip on the substrate which is not smaller than the width of the chip;

4. es wird eine Ausleuchtungsunterbaugruppe angegeben, die eine Strahlung mit einer Wellenlänge und einer Intensität erzeugt, die bei dem Projektionssystem ge­ fordert wird und die auf dem Substrat einen ausge­ leuchteten Bereich in Form eines regelmäßigen Sechs­ ecks mit einer Seite l h erzeugt, das in das Kreisbild­ feld eingeschrieben werden kann;4. A lighting subassembly is specified that generates radiation with a wavelength and an intensity that is required by the projection system and that generates a illuminated area on the substrate in the form of a regular hexagon with a side l h , which in the circular image field can be inscribed;

5. es wird eine Maske bereitgestellt, die eine gewisse Anzahl von m, von vollständigen, gemusterten Chip­ feldern und zusätzlichen, gemusterten Feldern hat, die in den hexagonalen, ausgeleuchteten Bereich auf der Maske fallen;5. A mask is provided which has a certain number of m of complete, patterned chip fields and additional, patterned fields falling in the hexagonal, illuminated area on the mask;

6. das Substrat wird über den hexagonalen Substrataus­ leuchtungsbereich mit einer Geschwindigkeit v abge­ tastet, und zugleich wird die Maske in einer paralle­ len Richtung über den hexagonalen Maskenausleuchtungs­ bereich hinweg mit einer Geschwindigkeit M v abge­ tastet;6. the substrate is scanned across the hexagonal substrate illumination area at a speed v , and at the same time the mask is scanned in a parallel direction across the hexagonal mask illumination area at a speed M v ;

7. die Substrat- und Maskenabtastung wird momentan bei der Beendigung der Belichtung von m Chips angehalten, der Maskenträger wird in seine Ausgangsposition zu­ rückgesetzt, und die Abtastung der Substrat- und Maskenträger wird wiederum aufgenommen; 7. The substrate and mask scanning is currently stopped when the exposure of m chips is finished, the mask carrier is reset to its starting position, and the scanning of the substrate and mask carriers is started again;

8. die Substrat- und Maskenabtastung wird bei der Beendigung einer Abtastung über die Breite des Sub­ strats hinweg angehalten, das Substrat wird um einen Abstand gleich 1,5 l h in einer Richtung senkrecht zur Abtastrichtung bewegt, und die Abtastung der Substrat- und Maskenträger in Gegenrichtung zu den Richtungen in den Schritten 6 und 7 werden wieder aufgenommen;8. The substrate and mask scanning is stopped at the end of a scanning across the width of the substrate, the substrate is moved by a distance equal to 1.5 l h in a direction perpendicular to the scanning direction, and the scanning of the substrate and mask carrier in the opposite direction to the directions in steps 6 and 7 are resumed;

9. die Substrat- und Maskenträger werden in gewünschten Chipintervallen während den Schritten 6 bis 8 ausge­ richtet; und9. the substrate and mask carriers are aligned at desired chip intervals during steps 6 to 8 ; and

10. die Schritte 6 bis 9 werden wiederholt, bis die Be­ lichtung des gesamten Substrats abgeschlossen ist.10. Steps 6 through 9 are repeated until exposure of the entire substrate is complete.

Beispielexample

Ein Beispiel einer Auslegungsform eines Abtast- und Wiederholungslithographiesystems nach der Erfindung wird nachstehend angegeben. Der hexagonale Ausleuchtungsbereich auf dem Substrat, der beim 32 in Fig. 2 gezeigt ist, ist derart gewählt, daß l h ist, die Länge einer Seite der effektiven, viereckigen Feldgröße (33 in Fig. 2) der Projektionslinsenanordnung (26 in Fig. 1) ist 10,0 mm. Dann ist l h , die Länge einer Seite des regelmäßigen Sechseckes 10,0/ mm = 7,07 mm, und die kreisförmige Bildfeldgröße (31 in Fig. 2) der Projektionslinsenanord­ nung hat einen Durchmesser 2 l h = 2×7,07 mm = 14,1 mm. Die Projektionslinsenanordnung hat ein Verkleinerungsverhält­ nis von 5. Der Ausleuchtbereich auf der Maske ist ein regelmäßiges Sechseck mit einer Seite 5×7,07 mm= 35,4 mm. An example of an embodiment of a scan and repeat lithography system according to the invention is given below. The hexagonal illumination area on the substrate shown at 32 in FIG. 2 is chosen such that l h is the length of one side of the effective square field size ( 33 in FIG. 2) of the projection lens arrangement ( 26 in FIG. 1 ) is 10.0 mm. Then l h , the length of one side of the regular hexagon is 10.0 / mm = 7.07 mm, and the circular image field size ( 31 in FIG. 2) of the projection lens arrangement has a diameter of 2 l h = 2 × 7.07 mm = 14.1 mm. The projection lens arrangement has a reduction ratio of 5. The illumination area on the mask is a regular hexagon with one side 5 × 7.07 mm = 35.4 mm.

Der Substratträger ist so ausgelegt, daß er Halbleiter­ wafer mit einem Durchmesser von 200 m hält. Der Substrat­ träger tastet in x-Richtung mit einer Geschwindigkeit v =100 mm/s ab. Die Länge jeder x-Abtastung ist durch das Segment des abzutastenden Substrats bestimmt und gleich dem Substratdurchmesser (200 mm) für Abtastungen an und in der Nähe der Mitte des Substrats. Am Ende der ersten x-Abtastung (50 in Fig. 5) wird der Substratträger in y-Richtung um einen Weg gleich der effektiven Abtast­ breite w (52 in Fig. 5) bewegt, welcher sich auf 1,5 l h = 1,5×7,07 mm=10,6 mm beläuft. Nach der y-Bewegung um w (=10,6 mm) wird das Substrat in der negativen x-Richtung (54 in Fig. 5) abgetastet, und am Ende derselben erfolgt eine weitere Bewegung in y-Richtung von 10,6 mm (56 in Fig. 5). Dann beginnt eine weitere x-Abtastung (58 in Fig. 5) in x-Richtung. Diese Verfahrensweise wird ständig fortgesetzt, bis das vollständige Substrat abgetastet ist. Gleichzeitig mit der Substratabtastung tastet der Masken­ träger mit einer Geschwindigkeit 5v =500 mm/s ab, und seine Bewegung wird jedesmal umgekehrt, wenn der Substrat­ träger seine Richtung umkehrt.The substrate carrier is designed so that it holds semiconductor wafers with a diameter of 200 m. The substrate carrier scans in the x direction at a speed v = 100 mm / s. The length of each x scan is determined by the segment of the substrate to be scanned and is equal to the substrate diameter (200 mm) for scans at and near the center of the substrate. At the end of the first x scan ( 50 in FIG. 5), the substrate carrier is moved in the y direction by a path equal to the effective scan width w ( 52 in FIG. 5), which is 1.5 l h = 1, 5 × 7.07 mm = 10.6 mm. After the y movement by w (= 10.6 mm), the substrate is scanned in the negative x direction ( 54 in FIG. 5), and at the end of the same there is a further movement in the y direction of 10.6 mm ( 56 in Fig. 5). Then another x scan ( 58 in FIG. 5) begins in the x direction. This procedure continues until the entire substrate is scanned. Simultaneously with the substrate scanning, the mask carrier scans at a speed of 5 v = 500 mm / s, and its movement is reversed every time the substrate carrier reverses its direction.

Jedes Chipfeld auf dem Substrat ist bei diesem Beispiel 10,6 mm breit (gleich groß wie die effektive Abtastbreite w) und 22,0 mm lang (siehe Fig. 7). Die Chipfelder auf der Maske sind fünfmal größer, d. h. 53,0 mm×110,0 mm. Der Maskenrohkörper ist etwa 125 mm breit und 250 mm lang und mit vier vollständigen Chipfeldern als Muster versehen, die in Fig. 8A gezeigt und erörtert sind. Es ist noch an­ zumerken, daß die Abmessungen eines Chipfeldes entweder auf dem Substrat oder auf der Maske derart bestimmt sind, daß der Schnittspalt, d. h. der Abstand zwischen benach­ barten Feldern, mit eingeschlossen ist.In this example, each chip field on the substrate is 10.6 mm wide (same size as the effective scanning width w ) and 22.0 mm long (see FIG. 7). The chip fields on the mask are five times larger, ie 53.0 mm × 110.0 mm. The mask raw body is approximately 125 mm wide and 250 mm long and provided with four complete chip fields as a pattern, which are shown and discussed in FIG. 8A. It should also be noted that the dimensions of a chip field are determined either on the substrate or on the mask in such a way that the cutting gap, ie the distance between neighboring fields, is included.

Die Maske tastet nur in x-Richtung ab, und ihre Abtast­ länge ist die Länge der beiden Maskenchipfelder (220 mm). The mask only scans in the x direction, and its scanning length is the length of the two mask chip fields (220 mm).

Nachdem die Maske eine Länge von 220 mm abgetastet hat, werden der Maskenträger und der Substratträger momentan angehalten, der Maskenträger wird auf seine Ausgangsstel­ lung zurückgebracht (siehe Fig. 7), und die synchrone Ab­ tastung der Maske und des Substrats wird wieder aufge­ nommen. Nachdem zwei weitere Chipfelder abgetastet wurden, wird der Maskenträger wiederum zurückgesetzt, und der vor­ stehend beschriebene Verfahrensablauf wird kontinuierlich während der Belichtung des gesamten Substrats hinweg fort­ gesetzt.After the mask has scanned a length of 220 mm, the mask carrier and the substrate carrier are momentarily stopped, the mask carrier is returned to its starting position (see FIG. 7), and the synchronous scanning of the mask and the substrate is resumed. After two further chip fields have been scanned, the mask carrier is reset again, and the process sequence described above is continued continuously during the exposure of the entire substrate.

Die Projektionslinsenanordnung ist derart ausgelegt, daß sie bei einer Wellenlänge von λ = 248,4 +/-0,0003 nm ar­ beitet, es handelt sich um eine schmallinige und frequenz­ stabilisierte Kryptonfluorid(KrF)-Erregerlaserquelle. Die numerische Apertur der Projektionslinsenanordnung auf der Substratseite ist NA w = 0,46. Sie ist so ausgelegt, daß man einen Auflösungswert R von 0,35 um erhält, wenn man folgende Gleichung zugrunde legt.The projection lens arrangement is designed in such a way that it works at a wavelength of λ = 248.4 +/- 0.0003 nm. It is a narrow-line and frequency-stabilized krypton fluoride (KrF) excitation laser source. The numerical aperture of the projection lens arrangement on the substrate side is NA w = 0.46. It is designed in such a way that a resolution value R of 0.35 µm is obtained if the following equation is used.

R = k λ/NA w R = k λ / NA w

wobei der Wert von k=0,65 annimmt. Mit einem Verkleine­ rungsverhältnis M=5, ist die numerische Apertur der Projektionslinsenanordnung auf der Maskenseite (siehe Fig. 1).where the value of k = 0.65. With a reduction ratio M = 5, the numerical aperture of the projection lens arrangement is on the mask side (see FIG. 1).

NA m = M × NA w = 0,092 . NA m = M × NA w = 0.092.

Die Ausleuchtung der Maske ist derart, daß der Partial­ kohärenzfaktor σ = 0,6 ist. Somit beläuft sich die effektive numerische Apertur der Ausleuchtung auf der Maske aufThe mask is illuminated in such a way that the partial coherence factor σ = 0.6. The effective numerical aperture of the illumination on the mask thus amounts to

NA ms = NA m /σ = 0,153 . NA ms = NA m / σ = 0.153.

Die Größe der effektiven Quellenebene (21 in Fig. 1) ist gleich dem hexagonalen Ausleuchtbereich auf dem Substrat ausgelegt, d. h. l/M der Größe des hexagonalen Beleuch­ tungsbereiches auf der Maske. Somit beläuft sich die effektive, numerische Apertur der Quelle, N A S , in der Quellenebene aufThe size of the effective source plane ( 21 in FIG. 1) is designed equal to the hexagonal illumination area on the substrate, ie 1 / M the size of the hexagonal illumination area on the mask. Thus the effective numerical aperture of the source, N A S , is at the source level

NA S = M × NA ms = 0,767 . NA S = M × NA ms = 0.767.

Die Erregerlaserquelle wird mit einer Frequenz von 204 Hz gepulst. (Die Wahl von 204 Hz für die Laserimpulsfrequenz wird nachstehend in Verbindung mit der Waferdurchsatz­ berechnung erläutert.) Die Abtastung des Substratträgers erfolgt in Schritten synchron mit den Laserimpulsen. Somit bewegt sich mit jeder Abgabe eines Laserimpulses der Substratträger um 0,49 mm (hierbei erhält man eine effek­ tive Substratabtastgeschwindigkeit von 100 mm/s). In ähn­ licher Weise ist die Maskenträgerabtastung in den Schrit­ ten von 2,45 mm jeweils ebenfalls mit den Laserimpulsen synchronisiert.The excitation laser source is operated at a frequency of 204 Hz pulsed. (The choice of 204 Hz for the laser pulse frequency is discussed below in connection with wafer throughput calculation explained.) The scanning of the substrate carrier takes place in steps synchronously with the laser impulses. Consequently moves with each delivery of a laser pulse Substrate carrier by 0.49 mm (this gives an effec tive substrate scanning speed of 100 mm / s). In a similar way Licher way is the mask carrier scanning in the step of 2.45 mm each also with the laser pulses synchronized.

Der Waferdurchsatz, d. h. die Anzahl der pro Stunde be­ lichteten Wafer bei einem derartigen lithographischen System mit Abtastung und Wiederholung soll nachstehend er­ mittelt werden. Der hexagonale Ausleuchtbereich auf dem Substrat hat eine Breite l d (beispielsweise b-c in Fig. 3) gegeben durch folgende Gleichung:The wafer throughput, ie the number of exposed wafers per hour in such a lithographic system with scanning and repetition, is to be determined below. The hexagonal illumination area on the substrate has a width l d (for example bc in FIG. 3) given by the following equation:

l d = l h = 12,2 mm . l d = l h = 12.2 mm.

Für eine Substratabtastgeschwindigkeit von v =10 cm/s wird die Sechseckbreite l d in einer Zeit t d abgetastet, die sich wie folgt ergibt:For a substrate scanning speed of v = 10 cm / s, the hexagon width l d is scanned in a time t d which results as follows:

t d = l d /v x = l h /v x = 0,1222 s . t d = l d / v x = l h / v x = 0.1222 s.

Bei einer Laserimpulsfrequenz von f=204 Hz beläuft sich die Anzahl von während der Zeit abgegebenen Impulsen, die das Substrat zur Abtastung eines Weges l d benötigt, auf folgende Größe:At a laser pulse frequency of f = 204 Hz, the number of pulses emitted during the time that the substrate needs to scan a path l d is as follows:

N = ft d = l h f/v x = 25 . N = ft d = l h f / v x = 25.

Somit nimmt jeder Punkt der Wafer die kumulative Belich­ tung von N=25 Laserimpulsen auf. (Es ist noch deutlich hervorzuheben, daß die Laserimpulsfrequenz mit 204 Hz und nicht mit beispielsweise 200 Hz gewählt wurde, um zu er­ reichen, daß N eine ganze Zahl ist.) Die Laserimpuls­ energiedichte E w (mJ/cm2) an der Wafer ist derart be­ stimmt, daß die aufgenommene Gesamtbelichtungsdosis gleich der Empfindlichkeit D S (mJ/cm2) des eingesetzten Photo­ resists ist, und sich somit beläuft auf:Thus, each point on the wafer picks up the cumulative exposure of N = 25 laser pulses. (It should be clearly emphasized that the laser pulse frequency was chosen to be 204 Hz and not, for example, 200 Hz, in order to achieve that N is an integer.) The laser pulse energy density E w (mJ / cm 2 ) on the wafer be so true that the total exposure dose taken is equal to the sensitivity D S (mJ / cm 2 ) of the photo resist used, and thus amounts to:

D s = NE w = l h fE w /v x = 25 E w ,
oder
E w = D s /N = D s v x / l h f = D s /25 .
D s = NE w = l h fE w / v x = 25 E w ,
or
E w = D s / N = D s v x / l h f = D s / 25.

Wenn man beispielsweise einen Photoresist mit einer Empfindlichkeit D S =50 mJ/cm2 einsetzt, muß die Laser­ impulsenergiedichte an der Wafer E W =2 mJ/cm2 sein. Da die Fläche A des hexagonalen Ausleuchtbereiches auf der Wafer durch folgendes gegeben istIf, for example, a photoresist with a sensitivity D S = 50 mJ / cm 2 is used, the laser pulse energy density on the wafer must be E W = 2 mJ / cm 2 . Since the area A of the hexagonal illumination area on the wafer is given by the following

A = l h × l h + 0,5 l h × l h = 1,5 l h ² = 1,3 cm², A = l × h h l h l + 0.5 l × h = 1.5 h ² l = 1.3 cm,

ist die Energie pro Impuls an der Wafer e w gleichthe energy per pulse at the wafer e w is the same

e w = AE w = 1,5 l h D s v x /f = 2,6 mJ . e w = AE w = 1.5 l h D s v x / f = 2.6 mJ.

Somit ist p w die auf der Wafer auftreffende Energie gleichThus p w is the same as the energy impinging on the wafer

p w = fe w = 1,5 l h D s v x = 0,53 W . p w = fe w = 1.5 l h D s v x = 0.53 W.

Wenn man einen effektiven Übertragungswirkungsgrad von η = 20% für das vollständige optische System zwischen dem Laser und dem Substrat annimmt, beläuft sich die von dem Laser abgegebene Leistung aufAssuming an effective transfer efficiency of η = 20% for the complete optical system between the laser and the substrate, the power delivered by the laser amounts to

p L = p w /η = 1,5 l h D s v x /η = 2,65 W . p L = p w / η = 1.5 l h D s v x / η = 2.65 W.

Wenn man die vorstehend genannten Gleichungen nimmt, können verschiedene quantitative Größen wie die erforder­ liche Laserleistung und die Anzahl der Überlappungsimpulse an jedem Punkt für alle anderen Sätze von Parametern ein­ schließlich der Widerstandsempfindlichkeit, der Abtast­ geschwindigkeit, der Impulswiederholungsrate und der Größe des Ausleuchtbereiches ermittelt werden. Bei einer Frequenz von 303 Hz ergibt sich beispielsweise dann, wenn alle anderen Parameter gleich wie zuvor angegeben ange­ nommen sind, N=37, E w =1,35 mJ/cm2 und e w =1,76 mJ, wobei die Leistung von dem Laser nach wie vor p L =2,65 W ist. Wenn eine Photoresistempfindlichkeit D S =10 mJ/cm2 eingesetzt wird, erhält man bei f=204 Hz, N=25 ent­ sprechend den vorangehenden Berechnungen. Nunmehr sind aber E w =0,4 mJ/cm2, e w =0,52 mJ, p w =106 mW und p L = 0,53 W. Ein kompletter Satz dieser Ergebnisse von Wider­ standsempfindlichkeiten von 10, 50 und 100 mJ/cm2 und Laserimpulsfrequenzen von 98, 204 und 303 Hz sind in der Tabelle I in Fig. 10 angegeben.Taking the above equations, various quantitative quantities such as the laser power required and the number of overlap pulses at each point can be determined for all other sets of parameters including resistance sensitivity, scanning speed, pulse repetition rate and the size of the footprint. At a frequency of 303 Hz, for example, if all other parameters are assumed the same as given above, N = 37, E w = 1.35 mJ / cm 2 and e w = 1.76 mJ, the power of the laser is still p L = 2.65 W. If a photoresist sensitivity D S = 10 mJ / cm 2 is used, one obtains at f = 204 Hz, N = 25 according to the previous calculations. Now, however, E w = 0.4 mJ / cm 2 , e w = 0.52 mJ, p w = 106 mW and p L = 0.53 W. A complete set of these results of resistance sensitivities of 10, 50 and 100 mJ / cm 2 and laser pulse frequencies of 98, 204 and 303 Hz are given in Table I in FIG. 10.

Die gesamte Abtastzeit, die zur Belichtung der Wafer mit unterschiedlichen Größen erforderlich ist, ergibt sich aus den nachstehenden Ausführungen. Da die Abtastung mit einer Geschwindigkeit von v x (=100 mm/s) erfolgt und die effek­ tive Abtastbreite w (=1,5 l h =10,6 mm) ist, beläuft sich der pro s effektiv belichtete Bereich aufThe total scanning time required to expose the wafers to different sizes results from the following explanations. Since the scanning takes place at a speed of v x (= 100 mm / s) and the effective scanning width is w (= 1.5 l h = 10.6 mm), the area effectively exposed per s amounts to

a = wv x = 1,5 l h v x = 10,6 cm². a = wv x = 1.5 l h v x = 10.6 cm².

Somit wird eine Wafer mit einem Durchmesser d w , die eine Fläche A w = π d² w /4 hat, während einer Zeitdauer t e belichtet, die sich ergibt mitThus, a wafer with a diameter d w , which has an area A w = π d ² w / 4, is exposed for a period of time t e that results with

t e = A w /a = π d² w /4 wv x = π d² w /6 l h v x . t e = A w / a = π d ² w / 4 wv x = π d ² w / 6 l h v x .

Die Flächen der Wafer mit einem Durchmesser von 125 mm, 150 mm und 200 mm sind jeweils 122,7 cm², 176,7 cm² und 314,2 cm². Somit belaufen sich die Gesamtbelichtungszeiten für Wafer mit einem Durchmesser von 125 mm, 150 mm und 200 mm jeweils auf t e,125 = 11,6 s, t e,150 = 16,7 s und t e,200 = 29,6 s.The areas of the wafers with a diameter of 125 mm, 150 mm and 200 mm are 122.7 cm², 176.7 cm² and 314.2 cm², respectively. The total exposure times for wafers with a diameter of 125 mm, 150 mm and 200 mm are therefore t e , 125 = 11.6 s, t e , 150 = 16.7 s and t e , 200 = 29.6 s .

Die Anzahl der Chips, n c , mit der Breite w (= 10,6 mm) und der Länge l c (= 22,0 mm) auf den Wafer mit unterschiedlichen Durchmessern ergibt sich dadurch, daß man die Waferfläche A w durch den Chipbereich, A c (= 2,33 cm²) dividiert. Somit ergibt sich folgendes:The number of chips, n c , with the width w (= 10.6 mm) and the length l c (= 22.0 mm) on the wafers with different diameters is obtained by passing the wafer area A w through the chip area , A c (= 2.33 cm²) divided. This results in the following:

n c = A w /A c = (π d² w /4)/w l c = (π d² w /4)/1,5 l h l c = π d² w /6 l h l c . n c = A w / A c = ( π d ² w / 4) / w l c = ( π d ² w / 4) / 1.5 l h l c = π d ² w / 6 l h l c .

Für Wafer mit einem Durchmesser von 125 mm, 150 mm und 200 mm belaufen sich die Werte für n c jeweils auf 52, 75 und 134.For wafers with a diameter of 125 mm, 150 mm and 200 mm, the values for n c are 52, 75 and 134, respectively.

Den Waferdurchsatz erhält man nun auf die nachstehend beschriebene Weise. Man hat:The wafer throughput is now obtained as described below Wise. One has:

t e = Gesamtbelichtungszeit pro Wafer und
n c = Anzahl der Chips pro Wafer.
t e = total exposure time per wafer and
n c = number of chips per wafer.

Zusätzlich wird folgendes angenommen:The following is also assumed:

t a = Ausrichtzeit pro Ausrichtvorgang,
n a , diese Größe gibt an, daß die Ausrichtung einmal pro jeweils n a Chips vorgenommen wird,
t CH = Gesamtabtastzeit pro Wafer (einschließlich Belastung, Entlastung, Höheneinstellung, Fokussierung, sonstige Einstellungen und Anhalten) und
W = Waferdurchsatz pro h.
t a = alignment time per alignment process,
n a , this size indicates that the alignment is carried out once every n a chip,
t CH = total scanning time per wafer (including loading, unloading, height adjustment, focusing, other adjustments and stopping) and
W = wafer throughput per hour.

Die Gesamtzeit, die man pro Zyklus für eine Wafer beim Bearbeiten durch die lithographische Maschine benötigt, ergibt sich durch folgendes:The total time per cycle for a wafer at Editing required by the lithographic machine results from the following:

t t = t e + t OH + t a n c /n a . t t = t e + t OH + t a n c / n a .

Somit beläuft sich der Waferdurchsatz pro h aufThe wafer throughput per hour thus amounts to

W = 3600/t t = 3600/(t e + t OH + t a n c /n a )
oder
W = 3600/(π d² w /6 l h v x + t OH + t a n c /n a ) .
W = 3600 / t t = 3600 / ( t e + t OH + t a n c / n a )
or
W = 3600 / d ² w / 6 l h v x t + OH + t a n c / n a).

Der vorstehend angegebene allgemeine Ausdruck für den Waferdurchsatz kann bei jedem beliebigen Satz von Werten für die Parameter l h , v x, n C , t a , n a , d w und TOH einge­ setzt werden, um ein Waferdurchsatzergebnis bei den gege­ benen Bedingungen zu ermitteln. Bei Wafern mit einem Durchmesser d W =150 mm, mit einer Ausrichtung, die bei jedem vierten Chip vorgenommen wird (d. h. n a =4) und unter Anwendung von l h =7,07 mm, v =100 mm/s, n c /n a = 19, t a =0,4 s und t OH=20 s, erhält man als Ergebnis W= 81,3 Wafer/h. Wenn die Aurichtung bei jedem zehnten Chip vorgenommen wird, so setzt man n c /n a =8 ein und erhält W=90,2 Wafer/h. Bei einer nebeneinanderliegenden Aus­ richtung (d. h. n a =1) ergibt sich W=54,0 Wafer/h. In der Tabelle II in Fig. 11 ist ein kompletter Satz von Waferdurchsatzwerten für Wafer mit Durchmessern von 125, 150 und 200 mm bei drei unterschiedlichen Ausrichtbedin­ gungen pro jeweiligem Beispiel angegeben.The general expression for wafer throughput given above can be used with any set of values for the parameters l h , v x , n C , t a , n a , d w and T OH to give a wafer throughput result under the given conditions to determine. For wafers with a diameter d W = 150 mm, with an alignment that is carried out for every fourth chip (ie n a = 4) and using l h = 7.07 mm, v = 100 mm / s, n c / n a = 19, t a = 0.4 s and t OH = 20 s, the result is W = 81.3 wafers / h. If the alignment is carried out on every tenth chip, one uses n c / n a = 8 and obtains W = 90.2 wafers / h. With a side-by-side alignment (ie n a = 1), W = 54.0 wafers / h. Table II in FIG. 11 shows a complete set of wafer throughput values for wafers with diameters of 125, 150 and 200 mm with three different alignment conditions for each example.

Zusammenfassend gibt die Erfindung ein lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung an, das ein hohes Auflösungsvermögen, eine große effektive Bildfeldgröße und eine hohe Substratbelichtungsgeschwindigkeit hat. Hierbei ist folgendes vorgesehen: (a) ein Substratträger, der ein Substrat in einer Abmessung abtasten kann und der dann, wenn er keine Abtastung in dieser Abmessung vornimmt, eine Bewegung quer in einer Richtung senkrecht zu der Abtast­ richtung derart ausführen kann, daß das Substrat für eine weitere Abtastung positioniert wird; der Substratträger belichtet das vollständige Substrat, indem die Substrat­ fläche in parallele Streifen aufgeteilt wird und jeder Streifen durch Abtasten der Länge des Streifens über einen festen Ausleuchtbereich hinweg belichtet wird; (b) ein Maskenträger kann in dieselbe Richtung abtasten, und zwar synchron mit dem Substratträger, aber mit einer Geschwin­ digkeit, die größer als die Substratträger-Abtastge­ schwindigkeit um ein gewisses Verhältnis N ist; (c) eine Ausleuchtunterbaugruppe hat eine effektive Quellenebene in Form eines Polygons und kann einen polygonförmigen Bereich auf der Maske gleichmäßig ausleuchten; (d) eine Projek­ tionsunterbaugruppe hat ein Objekt-zu-Bild-Verkleinerungs­ verhältnis M, das ein polygonförmiges Bildfeld mit einer kleineren Fläche als die gewünschte effektive Bildfeld­ größe des lithographischen Systems hat; und (e) es werden komplementäre Belichtungen in einem überlappenden Bereich zwischen den durch benachbarte Abtastungen belichteten Bereichen derart vorgenommen, daß eine Naht bei der Be­ lichtungsdosisverteilung auf dem Substrat zwischen den Abtastungen fehlt und daß die auf das gesamte Substrat abgegebene Belichtungsdosis gleichmäßig ist.In summary, the invention provides a scan and repeat lithographic system that has high resolution, large effective field size, and high substrate exposure speed. Here, the following is provided: (a) a substrate carrier which can scan a substrate in one dimension and which, if it does not scan in this dimension, can carry out a movement transversely in a direction perpendicular to the scanning direction in such a way that the substrate is positioned for another scan; the substrate carrier exposes the entire substrate by dividing the substrate area into parallel strips and exposing each strip by scanning the length of the strip over a fixed illumination area; (b) a mask carrier can scan in the same direction, in synchronism with the substrate carrier, but at a speed greater than the substrate carrier scanning speed by a certain ratio N ; (c) a footprint subassembly has an effective source plane in the form of a polygon and can evenly light a polygonal area on the mask; (d) a projection subassembly has an object-to-image reduction ratio M that has a polygonal image field with a smaller area than the desired effective image field size of the lithographic system; and (e) complementary exposures are made in an overlapping area between the areas exposed by adjacent scans such that there is no seam in the exposure dose distribution on the substrate between the scans and that the exposure dose delivered to the entire substrate is uniform.

Claims (22)

1. Lithographisches System mit einer hohen Auflösung, einer hohen Belichtungsgeschwindigkeit, einer großen effektiven Feldgröße und einer Abtast- und Wiederhol­ einrichtung zur Erzeugung von genauen Abbildungen eines auf einer Maske vorhandenen Musters auf einem Substrat, gekennzeichnet durch:
  • a) einen Substratträger (12), der ein Substrat in einer Abmessung abtasten kann, und der dann, wenn diese Abmessung nicht abgetastet wird, sich in Querrichtung in einer Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung derart bewegen kann, daß das Sub­ strat für eine weitere Abtastung positioniert ist, wobei der Substratträger (12) das vollständige Substrat durch Aufteilen der Substratfläche in eine gewisse Anzahl von parallelen Streifen be­ lichten kann und jeder dieser Streifen dadurch belichtbar ist, daß die Länge des Streifens über einen festen Ausleuchtungsbereich abgetastet wird,
  • b) einen Lastenträger (16), der in dieselbe Abmessung und synchron mit dem Substratträger (12), aber mit einer Geschwindigkeit abtasten kann, die gleich der Substratträgerabtastgeschwindigkeit multipli­ ziert mit einem gewissen Verhältnis (M) ist;
  • c) eine Ausleuchtunterbaugruppe (18), die die ge­ wünschten Charakteristika hinsichtlich der Wellen­ länge und der Intensitätsverteilung hat, und die eine effektive Quellenebene (21) in Form eines Polygons hat, die eine gleichmäßige Ausleuchtung eines polygonförmigen Bereiches auf der Maske ge­ stattet,
  • d) eine Projektionsunterbaugruppe (26) zum Abbilden des polygonförmigen, ausgeleuchteten Bereiches auf der Maske auf das Substrat, welches ein Objekt-zu- Abbildungsverkleinerungsverhältnis (M) hat, das die gewünschte Abbildungsauflösung hat und ein Bildfeld in Form eines Polygons und mit einer Fläche hat, die kleiner als die gewünschte, effek­ tive Bildfeldgröße des lithographischen Systems ist, und
  • e) eine Steuereinrichtung (30), welche den Substrat­ träger (12), den Maskenträger (16) und die Aus­ leuchtunterbaugruppe (18) hinsichtlich des Be­ triebs einander zuordnet und komplementäre Belich­ tungen in einem Überlappungsbereich zwischen den durch benachbarte Abtastungen (1, 2, 3) belichte­ ten Bereichen derart vornimmt, daß die in dem Überlappungsbereich aufgenommene Belichtungsdosis­ verteilung nahtlos ist und daß die über das gesam­ te Substrat abgegebene Belichtungsdosis gleich­ mäßig ist.
1. A lithographic system with a high resolution, a high exposure speed, a large effective field size and a scanning and repeating device for generating accurate images of a pattern on a mask on a substrate, characterized by :
  • a) a substrate carrier ( 12 ) which can scan a substrate in one dimension, and then, if this dimension is not scanned, can move in the transverse direction in a direction perpendicular to the scanning direction such that the substrate for a further scanning is positioned, the substrate carrier ( 12 ) being able to expose the complete substrate by dividing the substrate surface into a certain number of parallel strips and each of these strips being exposable by scanning the length of the strip over a fixed illumination area,
  • b) a load carrier ( 16 ) which can scan in the same dimension and synchronously with the substrate carrier ( 12 ), but at a speed which is the same as the substrate carrier scanning speed multiplied by a certain ratio ( M );
  • c) an illumination subassembly ( 18 ) which has the desired characteristics with regard to the wavelength and the intensity distribution, and which has an effective source plane ( 21 ) in the form of a polygon, which enables uniform illumination of a polygonal region on the mask,
  • d) a projection subassembly ( 26 ) for imaging the polygonal, illuminated area on the mask onto the substrate, which has an object-to-image reduction ratio ( M ), which has the desired image resolution and has an image field in the form of a polygon and with a surface , which is smaller than the desired effective field size of the lithographic system, and
  • e) a control device ( 30 ) which supports the substrate ( 12 ), the mask support ( 16 ) and the light subassembly ( 18 ) with respect to the operation and associates complementary exposures in an overlap area between the adjacent scans ( 1 , 2 , 3 ) exposes areas in such a way that the exposure dose recorded in the overlap area is seamless and that the exposure dose given over the entire substrate is uniform.
2. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
  • a) die Ausleuchtunterbaugruppe (18) eine effektive Quellenebene (21) in Form eines regelmäßigen Sechsecks hat, einen Bereich in Form eines regel­ mäßigen Sechsecks auf der Maske ausleuchtet und der Bereich in Form eines regelmäßigen Sechsecks derart orientiert ist, daß zwei der Seiten senk­ recht zu der Abtastrichtung sind,
  • b) die Projektionsunterbaugruppe (26) ein Bildfeld in Form eines regelmäßigen Sechseckes hat und das regelmäßige Sechseck derart orientiert ist, daß zwei seiner Seiten senkrecht zu der Abtastrichtung sind, und
  • c) die effektive Breite w jeder Substratabtastung definiert als die Quertrennung zwischen den Mit­ tellinien von zwei benachbarten Abtastungen gegeben ist durch:
    w=1,5 l h
    wobei l h die Länge jeder Seite des in Form eines regelmäßigen Sechsecks ausgebildeten Bildfeldes auf dem Substrat ist.
2. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that:
  • a) the illumination subassembly ( 18 ) has an effective source plane ( 21 ) in the form of a regular hexagon, illuminates an area in the form of a regular hexagon on the mask and the area is oriented in the form of a regular hexagon such that two of the sides are perpendicular to the scan direction,
  • b) the projection subassembly ( 26 ) has an image field in the form of a regular hexagon and the regular hexagon is oriented such that two of its sides are perpendicular to the scanning direction, and
  • c) the effective width w of each substrate scan defined as the cross separation between the center lines of two adjacent scans is given by:
    w = 1.5 l h
    where l h is the length of each side of the image field in the form of a regular hexagon on the substrate.
3. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Breite w jeder Substratabtastung gleich der Breite jedes Chips auf dem Substrat ist und daß die Breite jedes Chips auf dem Substrat als der periodi­ sche Abstand bestimmt ist, mit dem sich die Chips auf dem Substrat in der Richtung senkrecht zur Abtast­ richtung wiederholen.3. A scanning and repetitive lithographic system according to claim 2, characterized in that the effective width w of each substrate scan is equal to the width of each chip on the substrate and that the width of each chip on the substrate is determined as the periodic distance with which the chips on the substrate repeat in the direction perpendicular to the scanning direction. 4. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
  • a) die Richtung der Substratbewegung bei jeder Ab­ tastung entgegengesetzt zu der Richtung der Substratbewegung bei einer benachbarten Abtastung ist, und
  • b) die Richtung der Maskenbewegung bei jeder Abta­ stung entgegengesetzt zu der Richtung der Masken­ bewegung bei einer benachbarten Abtastung ist.
4. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that:
  • a) the direction of substrate movement in each scan is opposite to the direction of substrate movement in an adjacent scan, and
  • b) the direction of the mask movement for each scan is opposite to the direction of the mask movement for an adjacent scan.
5. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
  • a) die Anzahl der Chipfelder auf der Maske in Abtast­ richtung gleich einer gewissen Anzahl N m ist, die kleiner als die Anzahl von Chips in der längsten Abtastung auf dem Substrat ist, und
  • b) die Steuereinrichtung (30) die Abtastung über­ wacht und die bei der Ermittlung einer synchronen Abtastung durch den Substratträger (12) und den Maskenträger (16) pro jeweils N m -Chips für den Substratträger (12) eine plötzliche Pause bzw. einen plötzlichen Stillstand vorgibt, der Masken­ träger (16) in seine Ausgangsposition zurückge­ setzt wird und zur synchronen Abtastung des Sub­ stratträgers (12) und des Maskenträgers (16) den Betrieb wieder aufnimmt.
5. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that:
  • a) the number of chip fields on the mask in the scanning direction is equal to a certain number N m , which is smaller than the number of chips in the longest scan on the substrate, and
  • b) the control device ( 30 ) monitors the scanning and, when determining a synchronous scanning by the substrate carrier ( 12 ) and the mask carrier ( 16 ), a sudden pause or a sudden break for each N m chips for the substrate carrier ( 12 ) Standstill specifies, the mask wearer ( 16 ) is reset in its starting position and for synchronous scanning of the substrate carrier ( 12 ) and the mask wearer ( 16 ) resumes operation.
6. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ leuchtunterbaugruppe (18) eine Strahlung liefert, die mit einer bestimmten Wiederholungsfrequenz gepulst ist.6. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that the light subassembly ( 18 ) delivers radiation which is pulsed with a certain repetition frequency. 7. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ge­ pulste Strahlung von einem Exciplex-Laser emittiert wird. 7. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 6, characterized in that the ge pulsed radiation emitted by an Exciplex laser becomes.   8. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ leuchtunterbaugruppe (18) eine Röntgenstrahlausleuch­ tung eines polygonförmigen Bereichs auf der Maske vor­ nimmt.8. lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that from the light subassembly ( 18 ) takes an X-ray illumination device of a polygonal area on the mask before. 9. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ leuchtunterbaugruppe (18) eine Elektronenstrahlaus­ leuchtung eines polygonförmigen Bereiches auf der Maske vornimmt.9. lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that from the light subassembly ( 18 ) performs an electron beam illumination of a polygonal area on the mask. 10. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß:
  • a) die Abtastung des Substratträgers (12) gleich einem Vielfachen einer gewissen Bewegungseinheit der Länge der d S derart gewählt ist, daß gilt d s = v x /f ,wobei v x die effektive Substratabtastgeschwindig­ keit und f die Pulswiederholungsfrequenz der Aus­ leuchtunterbaugruppe (18) ist, und
  • b) die Maskenträgerabtastung gleich einem Vielfachen einer Bewegungseinheit der Länge d m gewählt ist, so daß folgendes gilt: d m = Md S .
10. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 6, characterized in that:
  • a) the scanning of the substrate carrier ( 12 ) is selected to be a multiple of a certain movement unit of the length of the d S such that d s = v x / f, where v x is the effective substrate scanning speed and f is the pulse repetition frequency of the illumination subassembly ( 18 ) is and
  • b) the mask carrier scanning is selected to be a multiple of a movement unit of length d m , so that the following applies: d m = Md S.
11. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (30) eine Wiederausrichtung der Maske und der Wafer bezüglich einander periodisch vor­ nimmt und das Intervall zwischen den aufeinanderfol­ genden Wiederausrichtungen dadurch bestimmt wird, daß während des Intervalls die Zahl der von der Ausleucht­ unterbaugruppe (18) emittierten Impulse überwacht wird.11. A scanning and repetitive lithographic system according to claim 10, characterized in that the control means ( 30 ) periodically realigns the mask and the wafers with respect to each other and the interval between successive realignments is determined by the fact that during the interval the The number of pulses emitted by the illumination subassembly ( 18 ) is monitored. 12. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der von der Ausleuchtunterbaugruppe (18) wäh­ rend des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Wiederausrichtungen emittierten Impulse ein Mehrfaches von l cf/vx ist, wobei l c die Länge eines Chips auf dem Substrat in Abtastrichtung ist.12. A scanning and repeating lithographic system as claimed in claim 11, characterized in that the number of pulses emitted by the illumination subassembly ( 18 ) during the interval between successive realignments is a multiple of l c f / v x , where l c is the length of a chip on the substrate in the scanning direction. 13. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenträger (16) zusätzlich zu seiner Fähigkeit, eine Abtastung vorzunehmen, auch in einer Richtung senk­ recht zu der Abtastrichtung bewegbar ist.13. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that the mask carrier ( 16 ) in addition to its ability to perform a scan, is also movable in a direction perpendicular to the scanning direction. 14. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
  • a) das Objekt-zu-Abbildung-Verkleinerungsverhältnis der Projektionsunterbaugruppe (26) 5 ist und
  • b) das Verhältnis der Maskenabtastgeschwindigkeit zu der Substratabtastgeschwindigkeit 5 ist.
14. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that:
  • a) the object-to-image reduction ratio of the projection sub-assembly ( 26 ) 5 and
  • b) the ratio of the mask scanning speed to the substrate scanning speed is 5.
15. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
  • a) das Objekt-zu-Bild-Verkleinerungsverhältnis der Projektionsunterbaugruppe (26) 1 ist und
  • b) das Verhältnis von Maskenabtastgeschwindigkeit zu Substratabtastgeschwindigkeit 1 ist.
15. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that:
  • a) the object-to-image reduction ratio of the projection sub-assembly ( 26 ) is 1 and
  • b) the ratio of mask scanning speed to substrate scanning speed is 1.
16. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Ausleuchtunterbaugruppe (18) in dem Bereich von 251+/-3 nm liegt.16. Lithographic system with scanning and repetition according to claim 1, characterized in that the wavelength of the illumination sub-assembly ( 18 ) is in the range of 251 +/- 3 nm. 17. Verfahren zum Betreiben eines lithographischen Systems mit Abtastung und Wiederholung sowie mit einem hohen Auflösungsvermögen, einem großen Feld und einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) Vorsehen eines Substratträgers zum Halten des Sub­ strats, welcher das Substrat in einer Abmessung abtasten kann und sich quer hierzu in einer Rich­ tung senkrecht zu der Abtastrichtung bewegen kann,
  • b) Vorsehen eines Maskenträgers zum Halten der Maske, welcher die Maske in derselben Abmessung wie der Substratträger abtasten kann,
  • c) Vorsehen einer Ausleuchtunterbaugruppe, die ge­ wünschte Eigenschaften hinsichtlich der Wellen­ länge und der Intensitätsverteilung hat, die eine effektive Quellenebene in Form eines Polygons hat und die eine gleichmäßige Ausleuchtung eines poly­ gonförmigen Bereiches auf der Maske ermöglichen kann,
  • d) Vorsehen einer Projektionsunterbaugruppe zum Ab­ bilden des polygonförmigen Ausleuchtbereiches auf der Maske auf das Substrat, die ein Objekt-zu- Bild-Verkleinerungsverhältnis M hat, die ein ge­ wünschtes Abbildungsauflösungsvermögen hat und die ein Bildfeld in Form eines Polygons und mit einer Fläche hat, die kleiner als die gewünschte, effektive Bildfeldgröße des lithographischen Systems ist,
  • e) Vorsehen einer Maske, die eine gewisse Anzahl von vollständigen, mit Muster versehenen Chipfeldern und zusätzliche, mit Mustern versehene Bereiche hat, die in den hexagonalen, ausgeleuchteten Be­ reich auf der Maske fallen,
  • f) Abtasten des Substrats über den polygonalen Sub­ stratausleuchtungsbereich hinweg mit einer gewis­ sen Geschwindigkeit v x und gleichzeitiges Abtasten der Maske in einer parallelen Richtung über den polygonalen Maskenausleuchtbereich hinweg mit einer Geschwindigkeit MV x,
  • g) Anhalten der Abtastung der Substrat- und Masken­ träger mit der Beendigung einer Abtastung über die Gesamtlänge des Substrats längs der Abtastrichtung hinweg, Bewegen des Substrats um eine gewisse Weg­ strecke in einer Richtung zu der Abtastrichtung und Wiederaufnehmen der Abtastung der Substrat- und Maskenträger in Richtungen, die zu den jewei­ ligen Richtungen im Schritt (f) entgegengesetzt gerichtet sind,
  • h) Vorsehen von komplementären Belichtungen in einem Überlappungsbereich zwischen den durch benachbarte Abtastungen belichteten Bereichen derart, daß ein Rand bzw. eine Naht bei der auf dem Substrat empfangenen Belichtungsdosisverteilung zwischen den Abtastungen fehlt und daß die über das ge­ samte Substrat abgegebene Belichtungsdosis gleich­ mäßig verteilt ist, und
  • i) Wiederholen der Schritte (f) bis (h), bis die Be­ lichtung des gesamten Substrats beendet ist.
17. A method for operating a lithographic system with scanning and repetition as well as with a high resolution, a large field and a high operating speed, characterized by the following steps:
  • a) providing a substrate carrier for holding the substrate, which can scan the substrate in one dimension and can move transversely thereto in a direction perpendicular to the scanning direction,
  • b) providing a mask carrier for holding the mask, which can scan the mask in the same dimension as the substrate carrier,
  • c) providing an illumination sub-assembly which has the desired properties with regard to the wavelength and the intensity distribution, which has an effective source plane in the form of a polygon and which can enable uniform illumination of a polygonal region on the mask,
  • d) providing a projection subassembly for imaging the polygonal illumination area on the mask onto the substrate, which has an object-to-image reduction ratio M , which has a desired image resolution and which has an image field in the form of a polygon and with an area, which is smaller than the desired effective image field size of the lithographic system,
  • e) providing a mask that has a certain number of complete patterned chip fields and additional patterned areas that fall within the hexagonal illuminated area on the mask,
  • f) scanning the substrate across the polygonal substrate illumination area at a certain speed v x and simultaneously scanning the mask in a parallel direction across the polygonal mask illumination area at a speed MV x ,
  • g) stopping the scanning of the substrate and mask carrier with the completion of a scanning over the entire length of the substrate along the scanning direction, moving the substrate a certain distance in one direction to the scanning direction and resuming the scanning of the substrate and mask carrier in Directions that are opposite to the respective directions in step (f),
  • h) Providing complementary exposures in an overlap area between the areas exposed by adjacent scans such that an edge or a seam is missing in the exposure dose distribution received on the substrate between the scans and that the exposure dose emitted over the entire substrate is evenly distributed , and
  • i) repeating steps (f) to (h) until the exposure of the entire substrate has ended.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt zum Ausrichten der Substrat­ und Maskenträger in gewünschten Intervallen während der Schritte (f) bis (i) vorgesehen ist.18. The method according to claim 17, characterized in that that further the step of aligning the substrate and mask wearers at desired intervals during steps (f) to (i) is provided. 19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt vorgesehen ist, gemäß dem die Abtastung der Substrat- und Maskenträger wiederholt momentan bei Beendigung der Belichtung einer gewissen Anzahl von Chips angehalten wird, die kleiner als die Anzahl der Chips auf der längsten Substratabtastung ist, der Maskenträger in seine Ausgangsposition zurückgesetzt wird und die Abtastung der Substrat- und Maskenträger wieder aufgenommen wird.19. The method according to claim 17, characterized in that that further the step is provided according to which the Repeated scanning of the substrate and mask carriers currently at the end of a certain exposure Number of chips stopped less than that Number of chips on the longest substrate scan is, the mask wearer in its starting position is reset and the scanning of the substrate and Mask wearer is resumed. 20. Lithographisches System mit Abtastung und Wiederholung sowie mit einer hohen Auflösung, einer hohen Belich­ tungsgeschwindigkeit und einer großen effektiven Feld­ größe, welches genaue Abbildungen eines auf einer Maske vorhandenen Musters auf einem Substrat erzeugt, gekennzeichnet durch:
  • a) einen Substratträger (12), der ein Substrat in einer gewissen Abmessung (x) abtasten kann und gleichzeitig das Substrat in einer Richtung y ab­ tasten kann, die senkrecht zu der Richtung x ist, so daß der Substratträger (12) während der Beendi­ gung einer Abtastung in die x-Richtung sich gleichzeitig in Querrichtung in y-Richtung bewegen kann und somit das Substrat für eine weitere Ab­ tastung in die x-Richtung positionieren kann, wobei der Substratträger (12) somit das gesamte Substrat dadurch belichten kann, daß die Substrat­ fläche in eine gewisse Anzahl von Streifen unter­ teilt wird und jeder Streifen durch Abtasten der Länge des Streifens über einen festen Ausleucht­ bereich hinweg belichtet wird,
  • b) einen Maskenträger (16), der in dieselben beiden Richtungen und synchron mit dem Substratträger (12) sowie mit Geschwindigkeiten in x- und y- Richtung abtasten kann, die um ein gewisses Ver­ hältnis M größer als die entsprechenden Substrat­ abtastgeschwindigkeiten sind,
  • c) eine Ausleuchtunterbaugruppe (18), die gewünschte Eigenschaften hinsichtlich der Wellenlänge und der Intensitätsverteilung hat, die eine effektive Quellenebene (21) in Form eines Sechsecks hat und die eine gleichmäßige Ausleuchtung eines polygon­ förmigen Bereiches auf der Maske gestattet, und
  • d) eine Projektionsunterbaugruppe (26), die den polygonförmig ausgeleuchteten Bereich auf der Maske auf dem Substrat abbilden kann, ein Objekt­ zu-Bild-Verkleinerungsverhältnis M hat, das ge­ wünschte Bildauflösungsvermögen hat und ein Bild­ feld in Form eines Polygons und mit einer Fläche hat, die kleiner als die gewünschte effektive Bildfeldgröße des lithographischen Systems ist, und
  • e) eine Steuereinrichtung (30), die den Substrat­ träger (12), den Maskenträger (16) und die Aus­ leuchtunterbaugruppe (18) betriebsmäßig einander zuordnet und komplementäre Belichtungen in einem Überlappungsbereich zwischen Bereichen vornimmt, die durch benachbarte Abtastungen belichtet werden, und zwar derart, daß die Belichtungsdosis­ verteilung, die in dem Überlappungsbereich aufgen­ nommen wird, nahtlos ist und daß die auf das ge­ samte Substrat abgegebene Belichtungsdosis gleich­ mäßig ist.
20. Lithographic system with scanning and repetition as well as with a high resolution, a high exposure speed and a large effective field size, which produces precise images of a pattern present on a mask on a substrate, characterized by:
  • a) a substrate carrier ( 12 ) which can scan a substrate in a certain dimension ( x ) and at the same time can scan the substrate in a direction y , which is perpendicular to the direction x , so that the substrate carrier ( 12 ) during the termination a scan in the x direction can simultaneously move in the transverse direction in the y direction and thus position the substrate for a further scan in the x direction, the substrate carrier ( 12 ) thus being able to expose the entire substrate in that the substrate surface is divided into a certain number of strips and each strip is exposed by scanning the length of the strip over a fixed illumination area,
  • b) a mask carrier ( 16 ) which can scan in the same two directions and synchronously with the substrate carrier ( 12 ) and at speeds in the x and y directions which are a certain ratio M greater than the corresponding substrate scanning speeds,
  • c) an illumination subassembly ( 18 ) which has the desired properties with regard to the wavelength and the intensity distribution, which has an effective source plane ( 21 ) in the form of a hexagon and which permits uniform illumination of a polygonal region on the mask, and
  • d) a projection subassembly ( 26 ), which can image the polygonally illuminated area on the mask on the substrate, has an object-to-image reduction ratio M , which has the desired image resolution and has an image field in the form of a polygon and with an area which is smaller than the desired effective image field size of the lithographic system, and
  • e) a control device ( 30 ), the substrate carrier ( 12 ), the mask carrier ( 16 ) and from the light subassembly ( 18 ) operationally assigns each other and makes complementary exposures in an overlap area between areas that are exposed by adjacent scans, namely such that the exposure dose distribution taken up in the overlap area is seamless and that the exposure dose given to the entire substrate is uniform.
21. Verfahren zum Betreiben eines lithographischen Systems mit Abtastung und Wiederholung sowie mit einem hohen Auflösungsvermögen, einem großen Feld und einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) Vorsehen eines Substratreglers zum Halten des Sub­ strats, der das Substrat gleichzeitig in zwei Richtungen x und y abtasten kann,
  • b) Vorsehen eines Maskenträgers zum Halten der Maske, der gleichzeitig die Maske in x- und y-Richtungen abtasten kann,
  • c) Vorsehen einer Ausleuchtunterbaugruppe, die ge­ wünschte Eigenschaften hinsichtlich der Wellen­ länge und der Intensitätsverteilung hat, die eine effektive Quellenebene in Form eines Polygons hat und die eine gleichmäßige Ausleuchtung eines poly­ gonförmigen Bereichs auf der Maske gestattet,
  • d) Vorsehen einer Projektionsunterbaugruppe zum Ab­ bilden des polygonförmigen, ausgeleuchteten Berei­ ches auf der Maske auf dem Substrat, die ein Objekt-zu-Abbildungs-Verkleinerungsverhältnis M hat, die ein gewünschtes Abbildungsauflösungsver­ mögen hat und die ein Bildfeld in Form eines Poly­ gons mit einem Bereich, der kleiner als die ge­ wünschte effektive Bildfeldgröße des lithographi­ schen Systems ist,
  • e) Abtasten des Substrats gleichzeitig in x- und y-Richtungen über den polygonalen Substrataus­ leuchtungsbereich hinweg mit einer gewissen Ge­ schwindigkeit in beide Richtungen, und gleichzei­ tiges Abtasten der Maske in x- und y-Richtungen über den polygonalen Maskenausleitungsbereich mit Geschwindigkeiten, die gleich den entsprechenden Substratträgerabtastgeschwindigkeiten modifiziert mit M sind,
  • f) Anhalten der Abtastung der Substrat- und Masken­ träger bei Beendigung einer Abtastung über die Gesamtlänge des Substrats in x-Richtung hinweg, Umkehren der Richtung der Abtastung in x-Richtung, und Wiederaufnehmen der gleichzeitigen zweidimen­ sionalen Abtastung der Substrat- und Maskenträger wie im Schritt (e);
  • g) Vorsehen von komplementären Belichtungen in einem Überlappungsbereich zwischen den Bereichen, die durch benachbarte, parallele Abtastungen belich­ tet werden, und zwar derart, daß eine Naht der Be­ lichtungsdosisverteilung, die auf dem Substrat aufgenommen wird, zwischen den Abtastungen fehlt, und daß die auf das gesamte Substrat abgegebene Belichtungsdosis gleichmäßig ist, und
  • h) Wiederholen der Schritte (e) bis (g), bis die Be­ lichtung des gesamten Substrats beendet ist.
21. Method for operating a lithographic system with scanning and repetition as well as with a high resolution, a large field and a high operating speed, characterized by the following steps:
  • a) providing a substrate regulator for holding the substrate, which can simultaneously scan the substrate in two directions x and y ,
  • b) providing a mask holder for holding the mask, which can simultaneously scan the mask in the x and y directions,
  • c) providing an illumination sub-assembly which has the desired properties with regard to the wavelength and the intensity distribution, which has an effective source plane in the form of a polygon and which permits uniform illumination of a polygonal region on the mask,
  • d) Providing a projection subassembly for imaging the polygonal, illuminated area on the mask on the substrate, which has an object-to-image reduction ratio M , which has a desired imaging resolution and which has an image field in the form of a polygon with a Area which is smaller than the desired effective image field size of the lithographic system,
  • e) scanning the substrate simultaneously in x and y directions across the polygonal substrate illumination area with a certain speed in both directions, and at the same time scanning the mask in x and y directions over the polygonal mask removal area at speeds that are the same the corresponding substrate carrier scanning speeds are modified with M ,
  • f) stopping the scanning of the substrate and mask carrier upon completion of a scanning over the entire length of the substrate in the x direction, reversing the direction of the scanning in the x direction, and resuming the simultaneous two-dimensional scanning of the substrate and mask carrier as in Steps);
  • g) Providing complementary exposures in an overlap area between the areas which are exposed by adjacent, parallel scans such that a seam of the exposure dose distribution recorded on the substrate is missing between the scans and that on the entire exposure dose of substrate is uniform, and
  • h) repeating steps (e) to (g) until exposure of the entire substrate is complete.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt vorgesehen ist, gemäß dem der Substrat- und Maskenträger mit einem gewünschten Intervall während der Schritte (e) bis (h) ausgerich­ tet wird.22. The method according to claim 21, characterized in that further the step is provided according to which the Substrate and mask carrier with a desired one Interval during steps (e) to (h) was sufficient is tested.
DE3933308A 1988-10-05 1989-10-05 HIGH RESOLUTION SCAN AND REPEAT PROJECTION LITHOGRAPHY SYSTEM Ceased DE3933308A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/253,717 US4924257A (en) 1988-10-05 1988-10-05 Scan and repeat high resolution projection lithography system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3933308A1 true DE3933308A1 (en) 1990-05-03

Family

ID=22961432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3933308A Ceased DE3933308A1 (en) 1988-10-05 1989-10-05 HIGH RESOLUTION SCAN AND REPEAT PROJECTION LITHOGRAPHY SYSTEM

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4924257A (en)
JP (1) JP2960083B2 (en)
DE (1) DE3933308A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0500393A2 (en) * 1991-02-22 1992-08-26 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
US5345292A (en) * 1992-03-31 1994-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Illumination device for projection exposure apparatus
US5574492A (en) * 1992-03-27 1996-11-12 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method and semiconductor device manufacturing method using the same
US5631773A (en) * 1991-08-02 1997-05-20 Canon Kabushiki Kaisha Image projection method and semiconductor device manufacturing method using the same
US5673102A (en) * 1991-02-22 1997-09-30 Canon Kabushiki Kaisha Image farming and microdevice manufacturing method and exposure apparatus in which a light source includes four quadrants of predetermined intensity

Families Citing this family (140)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3910048A1 (en) * 1989-03-28 1990-08-30 Heidelberg Instr Gmbh Laser Un Method for producing or inspecting microstructures on large-area substrates
US5204711A (en) * 1990-06-08 1993-04-20 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Projection exposure device
JPH04122013A (en) * 1990-09-13 1992-04-22 Canon Inc Exposure device
US5225684A (en) * 1990-09-20 1993-07-06 Fujitsu Limited Charged particle beam exposure apparatus control system and a method of operation for providing a drawing start signal
US5473410A (en) * 1990-11-28 1995-12-05 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
JP2830492B2 (en) * 1991-03-06 1998-12-02 株式会社ニコン Projection exposure apparatus and projection exposure method
US5227839A (en) * 1991-06-24 1993-07-13 Etec Systems, Inc. Small field scanner
US5266445A (en) * 1991-10-31 1993-11-30 Intel Corporation Method of selectively irradiating a resist layer using radiation pulses
US5298939A (en) * 1991-11-04 1994-03-29 Swanson Paul A Method and apparatus for transfer of a reticle pattern onto a substrate by scanning
US5263073A (en) * 1991-12-20 1993-11-16 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Scanning systems for high resolution E-beam and X-ray lithography
US5781225A (en) * 1992-05-19 1998-07-14 Eastman Kodak Company Method and apparatus for improving electronic recording of depth images
US5281996A (en) * 1992-09-04 1994-01-25 General Signal Corporation Photolithographic reduction imaging of extended field
US5285236A (en) * 1992-09-30 1994-02-08 Kanti Jain Large-area, high-throughput, high-resolution projection imaging system
US5477304A (en) * 1992-10-22 1995-12-19 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
US5291240A (en) * 1992-10-27 1994-03-01 Anvik Corporation Nonlinearity-compensated large-area patterning system
US5636003A (en) 1992-11-05 1997-06-03 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and scanning exposure apparatus
KR100300618B1 (en) 1992-12-25 2001-11-22 오노 시게오 EXPOSURE METHOD, EXPOSURE DEVICE, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD USING THE DEVICE
US5591958A (en) 1993-06-14 1997-01-07 Nikon Corporation Scanning exposure method and apparatus
EP0614124A3 (en) * 1993-02-01 1994-12-14 Nippon Kogaku Kk Exposure apparatus.
US6078381A (en) 1993-02-01 2000-06-20 Nikon Corporation Exposure method and apparatus
JP3235078B2 (en) * 1993-02-24 2001-12-04 株式会社ニコン Scanning exposure method, exposure control device, scanning type exposure device, and device manufacturing method
JP3296448B2 (en) * 1993-03-15 2002-07-02 株式会社ニコン Exposure control method, scanning exposure method, exposure control apparatus, and device manufacturing method
JP3291818B2 (en) * 1993-03-16 2002-06-17 株式会社ニコン Projection exposure apparatus and semiconductor integrated circuit manufacturing method using the apparatus
JP3301153B2 (en) * 1993-04-06 2002-07-15 株式会社ニコン Projection exposure apparatus, exposure method, and element manufacturing method
US5815248A (en) * 1993-04-22 1998-09-29 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and method having a wavefront splitter and an optical integrator
US6753948B2 (en) 1993-04-27 2004-06-22 Nikon Corporation Scanning exposure method and apparatus
US5854671A (en) * 1993-05-28 1998-12-29 Nikon Corporation Scanning exposure method and apparatus therefor and a projection exposure apparatus and method which selectively chooses between static exposure and scanning exposure
JP3316704B2 (en) 1993-06-10 2002-08-19 株式会社ニコン Projection exposure apparatus, scanning exposure method, and element manufacturing method
KR100296778B1 (en) 1993-06-11 2001-10-24 오노 시게오 Exposure apparatus and device manufacturing method using the apparatus
US5534970A (en) * 1993-06-11 1996-07-09 Nikon Corporation Scanning exposure apparatus
US6157497A (en) * 1993-06-30 2000-12-05 Nikon Corporation Exposure apparatus
US5729331A (en) 1993-06-30 1998-03-17 Nikon Corporation Exposure apparatus, optical projection apparatus and a method for adjusting the optical projection apparatus
US5699145A (en) 1993-07-14 1997-12-16 Nikon Corporation Scanning type exposure apparatus
US5777724A (en) * 1994-08-24 1998-07-07 Suzuki; Kazuaki Exposure amount control device
JP3381334B2 (en) * 1993-10-20 2003-02-24 株式会社ニコン Projection exposure equipment
JP3101473B2 (en) * 1993-11-05 2000-10-23 キヤノン株式会社 Exposure method and device manufacturing method using the exposure method
US5617182A (en) * 1993-11-22 1997-04-01 Nikon Corporation Scanning exposure method
US5437946A (en) * 1994-03-03 1995-08-01 Nikon Precision Inc. Multiple reticle stitching for scanning exposure system
JP3456597B2 (en) * 1994-04-14 2003-10-14 株式会社ニコン Exposure equipment
JPH07326567A (en) * 1994-05-31 1995-12-12 Nikon Corp Unmagnified projection aligner
JP3451604B2 (en) * 1994-06-17 2003-09-29 株式会社ニコン Scanning exposure equipment
US5473408A (en) * 1994-07-01 1995-12-05 Anvik Corporation High-efficiency, energy-recycling exposure system
US5530516A (en) * 1994-10-04 1996-06-25 Tamarack Scientific Co., Inc. Large-area projection exposure system
JPH08107058A (en) * 1994-10-05 1996-04-23 Nikon Corp Scanning-type aligner
JPH08153661A (en) * 1994-11-28 1996-06-11 Sony Corp Projection exposure method
US5548625A (en) * 1995-03-02 1996-08-20 Motorola, Inc. Method for parallel multiple field processing in X-ray lithography
JPH08250402A (en) * 1995-03-15 1996-09-27 Nikon Corp Method and device for scanning exposure
US5815245A (en) * 1995-03-22 1998-09-29 Etec Systems, Inc. Scanning lithography system with opposing motion
JP3513973B2 (en) * 1995-04-28 2004-03-31 株式会社ニコン Scanning exposure method and circuit element manufacturing method using the same
JPH08327895A (en) * 1995-05-26 1996-12-13 Nikon Corp Projection optical device
JP3320262B2 (en) * 1995-07-07 2002-09-03 キヤノン株式会社 Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method using the same
JPH0927443A (en) * 1995-07-11 1997-01-28 Nikon Corp Stage drive controller
JPH09115799A (en) 1995-10-16 1997-05-02 Nikon Corp Scanning-type exposure system
JP3564833B2 (en) 1995-11-10 2004-09-15 株式会社ニコン Exposure method
JP3689949B2 (en) * 1995-12-19 2005-08-31 株式会社ニコン Projection exposure apparatus and pattern forming method using the projection exposure apparatus
US5883703A (en) * 1996-02-08 1999-03-16 Megapanel Corporation Methods and apparatus for detecting and compensating for focus errors in a photolithography tool
JP3813635B2 (en) * 1996-04-01 2006-08-23 エイエスエムエル ネザランドズ ベスローテン フエンノートシャップ Lithographic scanning exposure projection apparatus
US5691541A (en) * 1996-05-14 1997-11-25 The Regents Of The University Of California Maskless, reticle-free, lithography
US5940789A (en) * 1996-05-17 1999-08-17 Nikon Corporation Stage control method and apparatus with varying stage controller parameter
WO1998004950A1 (en) * 1996-07-25 1998-02-05 Anvik Corporation Seamless, maskless lithography system using spatial light modulator
US6538723B2 (en) 1996-08-05 2003-03-25 Nikon Corporation Scanning exposure in which an object and pulsed light are moved relatively, exposing a substrate by projecting a pattern on a mask onto the substrate with pulsed light from a light source, light sources therefor, and methods of manufacturing
US5923403A (en) * 1997-07-08 1999-07-13 Anvik Corporation Simultaneous, two-sided projection lithography system
US6522386B1 (en) 1997-07-24 2003-02-18 Nikon Corporation Exposure apparatus having projection optical system with aberration correction element
US5844727A (en) * 1997-09-02 1998-12-01 Cymer, Inc. Illumination design for scanning microlithography systems
US20010003028A1 (en) 1997-09-19 2001-06-07 Nikon Corporation Scanning Exposure Method
EP1028456A4 (en) * 1997-09-19 2003-03-05 Nikon Corp Stage device, a scanning aligner and a scanning exposure method, and a device manufactured thereby
US5982475A (en) * 1997-09-30 1999-11-09 Tropel Corporation Raster-scan photolithographic reduction system
TW448487B (en) * 1997-11-22 2001-08-01 Nippon Kogaku Kk Exposure apparatus, exposure method and manufacturing method of device
AU1260699A (en) 1997-11-28 1999-06-16 Nikon Corporation Illumination control method and illumination control device for pulse light source used in aligner
AU2746799A (en) * 1998-03-09 1999-09-27 Nikon Corporation Scanning exposure method, scanning exposure apparatus and its manufacturing method, and device and its manufacturing method
US6222157B1 (en) 1998-04-17 2001-04-24 L.A. Batchelder And Sons Consulting, Inc. Seamless holographic transfer using laser generated optical effect patterns
JPH11307445A (en) 1998-04-23 1999-11-05 Nikon Corp Charged particle beam exposure system and its projection mask
US6177218B1 (en) 1998-08-07 2001-01-23 Lucent Technologies Inc. Lithographic process for device fabrication using electron beam imaging
US6376847B1 (en) 1998-08-24 2002-04-23 Matsushia Electric Industrial Co., Ltd. Charged particle lithography method and system
JP2000124112A (en) * 1998-10-14 2000-04-28 Nikon Corp Method and system for charged particle beam projection exposure
US6149856A (en) * 1998-11-13 2000-11-21 Anvik Corporation Ultraviolet-based, large-area scanning system for photothermal processing of composite structures
TW447009B (en) * 1999-02-12 2001-07-21 Nippon Kogaku Kk Scanning exposure method and scanning type exposure device
US6198525B1 (en) 1999-02-19 2001-03-06 International Business Machines Corporation System for contact imaging both sides of a substrate
CA2272008A1 (en) 1999-05-11 2000-11-11 Francois Trepanier Device and method for recording an interference pattern in a photosensitive medium
JP2001154371A (en) 1999-11-30 2001-06-08 Nikon Corp Method for manufacturing circuit device and display device and large-sized display device
US6930818B1 (en) 2000-03-03 2005-08-16 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
US6933098B2 (en) 2000-01-11 2005-08-23 Sipix Imaging Inc. Process for roll-to-roll manufacture of a display by synchronized photolithographic exposure on a substrate web
JP2001319871A (en) * 2000-02-29 2001-11-16 Nikon Corp Exposing method, method of manufacturing gray filter and aligner
US7233429B2 (en) * 2000-03-03 2007-06-19 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display
US6831770B2 (en) 2000-03-03 2004-12-14 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
US6833943B2 (en) 2000-03-03 2004-12-21 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
US7052571B2 (en) * 2000-03-03 2006-05-30 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and process for its manufacture
US6788449B2 (en) * 2000-03-03 2004-09-07 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
US6885495B2 (en) * 2000-03-03 2005-04-26 Sipix Imaging Inc. Electrophoretic display with in-plane switching
US20070237962A1 (en) * 2000-03-03 2007-10-11 Rong-Chang Liang Semi-finished display panels
US7715088B2 (en) 2000-03-03 2010-05-11 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display
US6865012B2 (en) 2000-03-03 2005-03-08 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
US7408696B2 (en) 2000-03-03 2008-08-05 Sipix Imaging, Inc. Three-dimensional electrophoretic displays
US7557981B2 (en) * 2000-03-03 2009-07-07 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and process for its manufacture
US7158282B2 (en) * 2000-03-03 2007-01-02 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
US6947202B2 (en) * 2000-03-03 2005-09-20 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display with sub relief structure for high contrast ratio and improved shear and/or compression resistance
US6795138B2 (en) 2001-01-11 2004-09-21 Sipix Imaging, Inc. Transmissive or reflective liquid crystal display and novel process for its manufacture
US8282762B2 (en) * 2001-01-11 2012-10-09 Sipix Imaging, Inc. Transmissive or reflective liquid crystal display and process for its manufacture
JP4548969B2 (en) * 2001-04-20 2010-09-22 パナソニック株式会社 Exposure apparatus and exposure method
US7154515B2 (en) * 2001-06-15 2006-12-26 Perkinelmer, Inc. Method and apparatus for reducing printing artifacts of stitched images
TW527529B (en) * 2001-07-27 2003-04-11 Sipix Imaging Inc An improved electrophoretic display with color filters
EP1289121A1 (en) * 2001-08-13 2003-03-05 EM Microelectronic-Marin SA Low consumption inverter oscillator circiut
TW539928B (en) 2001-08-20 2003-07-01 Sipix Imaging Inc An improved transflective electrophoretic display
TWI308231B (en) * 2001-08-28 2009-04-01 Sipix Imaging Inc Electrophoretic display
US6780571B1 (en) * 2002-01-11 2004-08-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Limited Upside down bake plate to make vertical and negative photoresist profile
US6665048B2 (en) 2002-01-22 2003-12-16 Creo Inc. Method for imaging a continuously moving object
US6873401B2 (en) 2002-01-24 2005-03-29 Intel Corporation Reflective liquid crystal display lithography system
JPWO2003065427A1 (en) * 2002-01-29 2005-05-26 株式会社ニコン Exposure apparatus and exposure method
US6937911B2 (en) * 2002-03-18 2005-08-30 Nikon Corporation Compensating for cable drag forces in high precision stages
JP2004022916A (en) * 2002-06-19 2004-01-22 Nikon Corp Laser light source control method and device, exposure method and device, and device manufacturing method
TWI297089B (en) 2002-11-25 2008-05-21 Sipix Imaging Inc A composition for the preparation of microcups used in a liquid crystal display, a liquid crystal display comprising two or more layers of microcup array and process for its manufacture
US8023071B2 (en) * 2002-11-25 2011-09-20 Sipix Imaging, Inc. Transmissive or reflective liquid crystal display
KR101019389B1 (en) * 2003-01-23 2011-03-07 가부시키가이샤 니콘 Exposure device
US7130020B2 (en) * 2003-04-30 2006-10-31 Whitney Theodore R Roll printer with decomposed raster scan and X-Y distortion correction
US20050105071A1 (en) * 2003-06-03 2005-05-19 Fusao Ishii Methods for patterning substrates having arbitrary and unexpected dimensional changes
US20050099615A1 (en) * 2003-06-03 2005-05-12 Fusao Ishii System for fabricating electronic modules on substrates having arbitrary and unexpected dimensional changes
US20050162802A1 (en) * 2004-01-22 2005-07-28 Nikon Research Corporation Of America Offset gap control for electromagnetic devices
US7148957B2 (en) * 2004-06-09 2006-12-12 3M Innovative Properties Company, Imaging system for thermal transfer
KR100712289B1 (en) * 2005-04-07 2007-04-27 삼성에스디아이 주식회사 Flat Panel Display and Fabrication Method of the Same
US7666576B2 (en) * 2006-06-07 2010-02-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Exposure scan and step direction optimization
JP2008221299A (en) * 2007-03-14 2008-09-25 Hitachi Via Mechanics Ltd Laser beam machining apparatus
JP2008244361A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Hitachi Via Mechanics Ltd Laser beam machining method for printed circuit board
EP2098900A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-09 Westfälische Wilhelms-Universität Münster Scanner arrangement and method for optically scanning an object
US9561622B2 (en) 2008-05-05 2017-02-07 Georgia Tech Research Corporation Systems and methods for fabricating three-dimensional objects
US8636496B2 (en) * 2008-05-05 2014-01-28 Georgia Tech Research Corporation Systems and methods for fabricating three-dimensional objects
US20090310115A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Nikon Corporation Apparatus and method for exposing adjacent sites on a substrate
JP2010201501A (en) * 2009-03-06 2010-09-16 Sony Corp Optical machining method and mask
US8610986B2 (en) * 2009-04-06 2013-12-17 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Mirror arrays for maskless photolithography and image display
US8339573B2 (en) * 2009-05-27 2012-12-25 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for photoimaging a substrate
TWI753865B (en) * 2015-11-03 2022-02-01 以色列商奧寶科技有限公司 Stitchless direct imaging for high resolution electronic patterning
US11067900B2 (en) 2016-05-19 2021-07-20 Nikon Corporation Dense line extreme ultraviolet lithography system with distortion matching
US10890849B2 (en) 2016-05-19 2021-01-12 Nikon Corporation EUV lithography system for dense line patterning
US10712671B2 (en) 2016-05-19 2020-07-14 Nikon Corporation Dense line extreme ultraviolet lithography system with distortion matching
US10295911B2 (en) * 2016-05-19 2019-05-21 Nikon Corporation Extreme ultraviolet lithography system that utilizes pattern stitching
US11934105B2 (en) 2017-04-19 2024-03-19 Nikon Corporation Optical objective for operation in EUV spectral region
US11054745B2 (en) 2017-04-26 2021-07-06 Nikon Corporation Illumination system with flat 1D-patterned mask for use in EUV-exposure tool
US11300884B2 (en) 2017-05-11 2022-04-12 Nikon Corporation Illumination system with curved 1d-patterned mask for use in EUV-exposure tool
JP7232586B2 (en) * 2018-07-31 2023-03-03 東京エレクトロン株式会社 SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM
JP7240166B2 (en) * 2018-12-18 2023-03-15 キヤノン株式会社 Determination method, exposure method, exposure apparatus, and article manufacturing method
WO2021041100A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 Applied Materials, Inc. Multi-tone scheme for maskless lithography

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3538828A (en) * 1967-06-26 1970-11-10 Ibm High resolution multiple image camera
US4688932A (en) * 1985-02-12 1987-08-25 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5928337A (en) * 1982-08-09 1984-02-15 Hitachi Ltd Projection aligner
US4749867A (en) * 1985-04-30 1988-06-07 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus
US4748477A (en) * 1985-04-30 1988-05-31 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus
DE3623891A1 (en) * 1986-07-15 1988-01-28 Siemens Ag ARRANGEMENT FOR EXACTLY MUTUAL ALIGNMENT OF A MASK AND A SEMICONDUCTOR DISC IN A LITHOGRAPHIC DEVICE AND METHOD FOR THEIR OPERATION

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3538828A (en) * 1967-06-26 1970-11-10 Ibm High resolution multiple image camera
US4688932A (en) * 1985-02-12 1987-08-25 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 62-45 025 A, sowie das zugehörige englische Abstract in: Patents Abstracts of Japan, E-526, 1987, Vol. 11, No. 227 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128068A (en) * 1991-02-22 2000-10-03 Canon Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus including an illumination optical system that forms a secondary light source with a particular intensity distribution
EP0500393A3 (en) * 1991-02-22 1993-01-27 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
US5305054A (en) * 1991-02-22 1994-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
US5673102A (en) * 1991-02-22 1997-09-30 Canon Kabushiki Kaisha Image farming and microdevice manufacturing method and exposure apparatus in which a light source includes four quadrants of predetermined intensity
US6084655A (en) * 1991-02-22 2000-07-04 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
EP0500393A2 (en) * 1991-02-22 1992-08-26 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
US6271909B1 (en) 1991-02-22 2001-08-07 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus and device manufacturing method including changing a photo-intensity distribution of a light source and adjusting an illuminance distribution on a substrate in accordance with the change
US6473160B2 (en) 1991-02-22 2002-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus and device manufacturing method including an aperture member having a circular light transmitting portion and a light blocking member
US6654101B2 (en) 1991-02-22 2003-11-25 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus and device manufacturing method including changing a photo-intensity distribution of a light source and adjusting an illuminance distribution on a substrate in accordance with the change
US5631773A (en) * 1991-08-02 1997-05-20 Canon Kabushiki Kaisha Image projection method and semiconductor device manufacturing method using the same
US5574492A (en) * 1992-03-27 1996-11-12 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method and semiconductor device manufacturing method using the same
US5345292A (en) * 1992-03-31 1994-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Illumination device for projection exposure apparatus
US5726740A (en) * 1992-03-31 1998-03-10 Canon Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus having illumination device with ring-like or spot-like light source

Also Published As

Publication number Publication date
JP2960083B2 (en) 1999-10-06
JPH02229423A (en) 1990-09-12
US4924257A (en) 1990-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3933308A1 (en) HIGH RESOLUTION SCAN AND REPEAT PROJECTION LITHOGRAPHY SYSTEM
DE69923694T2 (en) SCANNING DEVICE AND METHOD
DE2246152C2 (en) Method and apparatus for the mutual alignment of semiconductor wafers and masks
EP0907906B1 (en) Lithography exposure device
DE2516390C2 (en) Method and device for irradiating a radiation-sensitive lacquer layer for the production of microminiaturized components
DE4113968C2 (en) Mask structure and method for manufacturing semiconductor devices using the mask structure
DE3427611A1 (en) LASER BEAM LITHOGRAPH
EP0467076B1 (en) Method and apparatus for fabricating microstructures on a photosensitively layered substrate by means of focussed laser radiation
DE3438949C2 (en) Printing device
DE3530439A1 (en) DEVICE FOR ADJUSTING A MASK PROVIDED WITH AT LEAST ONE ADJECTOR TOKET WITH A SEMICONDUCTOR THAT IS PROVIDED WITH AT LEAST ONE GRID STRUCTURE
DE10297658T5 (en) Method and system for repairing defective photomasks
DE3114682A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR ALIGNING MASK AND Wafer ELEMENTS DISPOSED FROM OTHER
DE2116713B2 (en) Exposure method for imaging very finely structured light patterns on photoresist layers and a suitable exposure device
DE2260229C3 (en)
DE2047316C3 (en) Method for producing a storage electrode and device for carrying out the method
EP0002668B1 (en) Optical distance measuring apparatus
DE69724331T2 (en) Method for producing a nozzle body and working device
DE4106210A1 (en) LASER MARKING DEVICE
DE3215630A1 (en) SHADOW PROJECTION SYSTEM
DE10296370B4 (en) Exposure device for laser systems
DE19954365B4 (en) Method for imagewise irradiating a resist
DE102007038704B4 (en) Substrate exposure device
DE2018725A1 (en) Process and device for the manufacture of the IHBf Hugn§sMtirc-r§rr8o "!; Culver City, Calif. (V.St.A.)
DE3504938A1 (en) EXPOSURE METHOD AND DEVICE
DE3502339A1 (en) Exposure device

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: G03F 7/23

8131 Rejection